DE212015000124U1 - Frame body, cell frame for a redox flow battery, and redox flow battery - Google Patents

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Abstract

Rahmenkörper zur Verwendung in einer Zelle einer Redox-Flussbatterie, umfassend: eine Öffnung, die in dem Rahmenkörper ausgebildet ist; einen Durchgang, durch welchen eine Elektrolyt im Kreis fließen kann; und einen Schlitz, der mit der Öffnung und dem Durchgang verbunden ist, wobei der Schlitz einen Kanal für das Elektrolyt zwischen der Öffnung und dem Durchgang ausbildet, wobei der Schlitz mindestens einen gebogenen Abschnitt aufweist, dessen Krümmungsradius gleich oder größer als 2 mm und kleiner als oder gleich 200 mm ist.A frame body for use in a cell of a redox flow battery, comprising: an opening formed in the frame body; a passage through which an electrolyte can flow in a circle; and a slot connected to the opening and the passage, the slot forming a channel for the electrolyte between the opening and the passage, the slot having at least one bent portion whose radius of curvature is equal to or greater than 2 mm and less than or equal to 200 mm.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rahmenkörper, der für eine Zelle einer Redox-Flussbatterie verwendet wird, einen Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie und eine Redox-Flussbatterie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Rahmenkörper einer Zelle für eine Redox-Flussbatterie, der eine Wärmeabfuhr eines Elektrolyts in einem Schlitz, der in dem Rahmenkörper bereitgestellt ist, verbessern kann, während ein Verlust durch einen Nebenstrom durch das Elektrolyt verhindert wird, und auch eine Belastung reduzieren kann, die an einem Ausbildungsabschnitt eines Schlitz auftritt.The present invention relates to a frame body used for a cell of a redox flow battery, a cell frame for a redox flow battery, and a redox flow battery. More particularly, the present invention relates to a frame body of a cell for a redox flow battery capable of improving heat dissipation of an electrolyte in a slit provided in the frame body while preventing loss by a sidestream through the electrolyte, and also a load which occurs at a formation portion of a slot.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Als eine Speicherbatterie mit großer Kapazität ist eine Redox-Flussbatterie (im Folgenden auch als RF Batterie bezeichnet) bekannt (siehe Patentdokumente 1 und 2). Bekannte Anwendungen für die Redox-Flussbatterie sind ein Lastausgleich, sowie eine Kompensation für einen momentanen Abfall und eine Sicherung einer Leistungszufuhr und Ausgleichen einer Leistungsausgabe aus regenerativen Energien wie Solarenergie, Windenergie und dergleichen, deren massive Einführung vorangetrieben wird.As a large-capacity storage battery, a redox flow battery (also referred to as an RF battery hereinafter) is known (see Patent Documents 1 and 2). Known applications for the redox flow battery are load balancing, as well as compensation for instantaneous drop off and securing of power supply and balancing of power output from renewable energy sources such as solar, wind and the like, whose massive introduction is being driven forward.

Eine RF Batterie ist eine Batterie, die ein Laden und Entladen unter Verwendung eines Elektrolyts für eine positive Elektrode und eines Elektrolyts für eine negative Elektrode durchführt, wobei ein Elektrolyt ein Metallion (ein aktives Material) beinhaltet, das eine Valenzvariation durch eine Oxidationsreduktion aufweist. 9 zeigt ein Betätigungsprinzip einer vanadiumbasierten RF Batterie 300, die als eine Elektrolyt für eine positive Elektrode und ein Elektrolyt für eine negative Elektrode ein Vanadiumelektrolyt verwendet, das ein V-Ion beinhaltet, das als ein aktives Material dient. In 9 deutet ein Pfeil mit durchgezogener Linie und ein Pfeil mit gestrichelter Linie in einer Batteriezelle 100 eine Ladereaktion und eine Entladereaktion jeweils an.An RF battery is a battery that performs charging and discharging using a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte, wherein an electrolyte includes a metal ion (an active material) having a valence variation by an oxidation reduction. 9 shows an operating principle of a vanadium-based RF battery 300 which uses, as an electrolyte for a positive electrode and a negative electrode electrolyte, a vanadium electrolyte containing a V ion serving as an active material. In 9 indicates an arrow with a solid line and an arrow with a dashed line in a battery cell 100 a charging reaction and a discharging reaction respectively.

Eine RF Batterie 300 beinhaltet eine Zelle 100, die in eine Zelle mit positive Elektrode 102 und eine Zelle 103 mit negative Elektrode durch einen Ionentauscherfilm 101 getrennt ist, der Wasserstoffionen eindringen lässt. Die Zelle 102 mit positiver Elektrode weist eine positive Elektrode 104 darin aufgenommen auf und ein Tank 106, der für das Elektrolyt für die positive Elektrode bereitgestellt ist und das Elektrolyt für die positive Elektrode speichert, ist mit Leitungen 108, 110 mit der Zelle 102 mit positiver Elektrode verbunden. Die Zelle 103 mit negativer Elektrode weist eine negative Elektrode 105 darin aufgenommen auf und ein Tank 107, der für das Elektrolyt für die negative Elektrode bereitgestellt ist und das Elektrolyt für die negative Elektrode speichert, ist mit Leitungen 109, 111 mit der Zelle 103 mit negativer Elektrode verbunden. Durch Pumpen 112, 113 wird das Elektrolyt, dass in jedem Tank 106, 107 gespeichert ist, im Kreis gepumpt und läuft durch Zelle 100 (Zelle 102 mit positiver Elektrode und Zelle 103 mit negativer Elektrode), um ein Laden und ein Entladen durchzuführen.An RF battery 300 includes a cell 100 placed in a cell with positive electrode 102 and a cell 103 with negative electrode through an ion exchange film 101 is separated, which allows hydrogen ions to penetrate. The cell 102 with positive electrode has a positive electrode 104 included in it and a tank 106 that is provided for the positive electrode electrolyte and stores the positive electrode electrolyte is with leads 108 . 110 with the cell 102 connected to a positive electrode. The cell 103 with negative electrode has a negative electrode 105 included in it and a tank 107 which is provided for the electrolyte for the negative electrode and stores the electrolyte for the negative electrode is with leads 109 . 111 with the cell 103 connected to negative electrode. By pumping 112 . 113 Will the electrolyte be in every tank 106 . 107 is stored, pumped in a circle and runs through cell 100 (Cell 102 with positive electrode and cell 103 with negative electrode) to perform charging and discharging.

In der RF Batterie 300 ist normalerweise eine Konfiguration angewendet, die einen Zellenstapel beinhaltet, der mehrere Zellen 100 in Schichten gestapelt aufweist. 10 ist ein schematisches Diagramm eines Zellenstapels. Ein Zellenstapel 10S, der in 10 dargestellt ist, ist so ausgebildet, dass dieser aus einem Zellenrahmen 20, der einen Rahmenkörper 22 in der Form eines rechteckigen Rahmens und einer bipolaren Platte 21 beinhaltet, die in dem Rahmenkörper 22 bereitgestellt ist, einer positiven Elektrode 104, eine Ionentauschmembran 101, einer negativen Elektrode 105, gebildet ist, sodass diese in mehreren Schichten gestapelt sind und dieser Stapel wird zwischen zwei Endplatten 250 eingeklemmt. Der Rahmenkörper 22 weist eine Öffnung, die darin ausgebildet ist, auf und Zellenrahmen 20 ist so, dass eine Vertiefung in dem Rahmenkörper 22 durch Einpassen der bipolaren Platte in der Öffnung des Rahmenkörpers 22 ausgebildet ist. Insbesondere weist der Zellenrahmen 20 eine Vertiefung (eine Kammer) 24 auf, die in dem Rahmenkörper 22 durch eine innere umfängliche Oberfläche des Rahmenkörpers 22 und einer Oberfläche der bipolaren Platte ausgebildet ist und die positive Elektrode 104 ist an einer Oberflächenseite der bipolaren Platte 21 angeordnet und die negative Elektrode 105 ist an der anderen Oberflächenseite der bipolaren Platte 21 angeordnet. Rahmenkörper 22, der in 10 als Beispiel gezeigt ist, ist in der Form eines rechteckigen Rahmens, der aus einem Paar gegenüberliegender oberer und unterer langer Stücke 22L und einem Paar rechter und linker kurzer Stücke 22S ausgebildet ist, die mit den Enden der langen Stücke 22 verbunden sind. In Kammer 24, die in dem Rahmenkörper 22 ausgebildet ist, sind Elektroden (positive Elektrode 104 oder negative Elektrode 105) aufgenommen und ein innerer Raum der Kammer 24, der durch die bipolare Platte 21 umgeben ist, der Rahmenkörper 22 und die Ionentauschmembran 101 bilden eine Zelle (eine Zelle mit positiver Elektrode oder eine Zelle mit negative Elektrode). In dem obigen Zellenstapel 10S, wie in 10 gezeigt, ist eine einzelne Zelle (Einheitszelle) 100 durch anordnen eines Paars positiver und negativer Elektroden 104, 105 zwischen benachbarten Zellenrahmen 20 mit einer Ionentauschermembran 101 dazwischen angeordnet ausgebildet.In the RF battery 300 Typically, a configuration is applied that involves a cell stack that has multiple cells 100 has stacked in layers. 10 is a schematic diagram of a cell stack. A cell stack 10S who in 10 is shown, that this from a cell frame 20 who has a frame body 22 in the form of a rectangular frame and a bipolar plate 21 included in the frame body 22 is provided, a positive electrode 104 , an ion exchange membrane 101 , a negative electrode 105 , is formed so that they are stacked in multiple layers and this stack is between two end plates 250 trapped. The frame body 22 has an opening formed therein and cell frame 20 is such that a recess in the frame body 22 by fitting the bipolar plate in the opening of the frame body 22 is trained. In particular, the cell frame points 20 a depression (a chamber) 24 on that in the frame body 22 by an inner peripheral surface of the frame body 22 and a surface of the bipolar plate is formed and the positive electrode 104 is on a surface side of the bipolar plate 21 arranged and the negative electrode 105 is on the other surface side of the bipolar plate 21 arranged. frame body 22 who in 10 as an example is in the form of a rectangular frame made up of a pair of opposite upper and lower long pieces 22L and a pair of right and left short pieces 22S is formed with the ends of the long pieces 22 are connected. In chamber 24 in the frame body 22 is formed, are electrodes (positive electrode 104 or negative electrode 105 ) and an inner chamber of the chamber 24 that by the bipolar plate 21 is surrounded, the frame body 22 and the ion exchange membrane 101 form a cell (a positive electrode cell or a negative electrode cell). In the above cell stack 10S , as in 10 shown is a single one Cell (unit cell) 100 by arranging a pair of positive and negative electrodes 104 . 105 between adjacent cell frames 20 with an ion exchange membrane 101 formed arranged therebetween.

In dem Zellenstapel 10S fließt ein Elektrolyt durch einen Durchgang 200, der in dem Rahmenkörper 22 ausgebildet ist und diesen durchdringt, und einem Schlitz 210, der an einer Oberfläche des Rahmenkörpers 22 ausgebildet ist und eine Verbindung zwischen dem Durchgang 200 und der Kammer 24 bereitstellt. Schlitz 210 weist ein Ende verbunden mit dem Durchgang 200 und das andere Ende verbunden mit der Kammer 24 auf. In dem Zellenstapel 10S, der in 10 gezeigt ist, wird das Elektrolyt für die positive Elektrode von einem Flüssigkeitszufuhrdurchgang 201 mit einem Flüssigkeitszufuhrschlitz 212 zugeführt, der an der anderen Oberflächenseite (entsprechend der hinteren Seite des Blatts der Zeichnung) des Rahmenkörpers ausgebildet ist, zu der Kammer zugeführt, die darin die negative Elektrode 105 aufgenommen aufweist und wird mit einem Flüssigkeitsablassschlitz 214 zu dem Flüssigkeitsablassdurchgang 204 abgelassen. Zwischen Zellenrahmen 20, um eine Leckage des Elektrolyts zu unterdrücken ist ein ringförmiges Dichtungselement 50 wie ein O-Ring oder eine flache Dichtung entlang einem äußeren Umfang des Rahmenkörpers 22 angeordnet.In the cell stack 10S an electrolyte flows through a passage 200 in the frame body 22 is formed and penetrates this, and a slot 210 which is attached to a surface of the frame body 22 is formed and a connection between the passage 200 and the chamber 24 provides. slot 210 has an end connected to the passage 200 and the other end connected to the chamber 24 on. In the cell stack 10S who in 10 is shown, the electrolyte for the positive electrode from a liquid supply passage 201 with a fluid delivery slot 212 supplied on the other surface side (corresponding to the rear side of the sheet of the drawing) of the frame body, fed to the chamber containing therein the negative electrode 105 and is provided with a liquid discharge slot 214 to the liquid discharge passage 204 drained. Between cell frames 20 In order to suppress leakage of the electrolyte is an annular sealing element 50 such as an O-ring or a flat gasket along an outer circumference of the frame body 22 arranged.

DOKUMENTENLISTEDOCUMENTS LIST

PATENTDOKUMENTEPATENT DOCUMENTS

  • PTD 1: japanische Offenlegungsschrift Nr. 2013-080613 PTD 1: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2013-080613
  • PTD 2: japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-246061 PTD 2: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-246061

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

TECHNISCHES PROBLEMTECHNICAL PROBLEM

In der RF Batterie, wenn der Schlitz mit einem Elektrolyt in einem geladenen Zustand gefüllt ist, fließt ein Nebenstrom via dem Elektrolyt in dem Schlitz und ein Verlust durch den Nebenstrom (ein Nebenstromverlust) wird verursacht. Ein Mittel, das den Nebenstrom reduziert ist, ist, die Länge des Schlitzes, der als der Kanal des Elektrolyts dient, zu verlängern, um den elektrischen Widerstand des Elektrolyts in dem Schlitz zu erhöhen. Entsprechend existiert von einem konventionellen Standpunkt zum Reduzieren eines Nebenstromverlustes ein Fall, in welchem ein Mittel genommen wurde, um einen gebogenen Abschnitt an einem Abschnitt des Schlitzes auszubilden, um die Länge des Schlitzes zu erhöhen, sodass dieser länger als ein gerader Schlitz ist. Die Länge des Schlitzes bedeutet eine Länge des Schlitzes entlang des Schlitzes von einem Ende zu dem anderen Ende gemessen, wenn der Zellenrahmen (oder Rahmenkörper) in einer Aufsicht betrachtet wird.In the RF battery, when the slot is filled with an electrolyte in a charged state, a bypass current flows through the electrolyte in the slot and loss by the bypass (leakage current) is caused. An agent that reduces the side-flow is to lengthen the length of the slot that serves as the channel of the electrolyte to increase the electrical resistance of the electrolyte in the slot. Accordingly, from a conventional standpoint for reducing a side leakage, there is a case in which a means has been taken to form a bent portion at a portion of the slot to increase the length of the slot to be longer than a straight slot. The length of the slot means a length of the slot measured along the slot from one end to the other end when the cell frame (or frame body) is viewed in a plan view.

Bereitstellen des Schlitzes mit einem gebogenen Abschnitt, um die Länge des Schlitzes zu erhöhen, hat jedoch ein Limit und wenn die RF Batterie betätigt wird, bereitsteht oder dergleichen wird, wenn der Schlitz mit Elektrolyt gefüllt ist, ein Nebenstrom durch das Elektrolyt nicht in einem kleinem Ausmaß fließen. Dieser Nebenstrom kann dazu führen, dass das Elektrolyt Wärme generiert und eine erhöhte Temperatur aufweist. Insbesondere wenn die RF Batterie in Bereitschaft ist, bleibt das Elektrolyt in dem Schlitz und entsprechend erhöht sich die Temperatur des Elektrolyts in dem Schlitz einfacher als bei einer Betätigung, wenn das Elektrolyt fließt. Wenn die Temperatur des Elektrolyts erhöht ist, kann ein Ausfall in dem Elektrolyt auftreten und es ist möglich eine Reduktion der Batterieleistung durch ein degenerieren des Elektrolyts zu haben. Darüber hinaus, wenn die Temperatur des Elektrolyts erhöht ist, kann die Temperatur den Rahmenkörper aufweichen und deformieren und folglich den Rahmenkörper (oder den Zellenrahmen) beschädigen. Entsprechend, um das Erhöhen der Temperatur des Elektrolyts in dem Schlitz zu unterdrücken, besteht ein Bedarf, die Wärmeabfuhr des Elektrolyts zu verbessern.Providing the slot with a bent portion to increase the length of the slot, however, has a limit, and when the RF battery is operated, ready, or the like, when the slot is filled with electrolyte, a sidestream through the electrolyte is not in a small one Scale flow. This sidestream can cause the electrolyte to generate heat and have an elevated temperature. In particular, when the RF battery is in standby, the electrolyte remains in the slot and, accordingly, the temperature of the electrolyte in the slot increases more readily than when actuated as the electrolyte flows. When the temperature of the electrolyte is increased, a failure may occur in the electrolyte, and it is possible to have a reduction in battery performance by degenerating the electrolyte. In addition, when the temperature of the electrolyte is increased, the temperature may soften and deform the frame body and thus damage the frame body (or the cell frame). Accordingly, in order to suppress the elevation of the temperature of the electrolyte in the slot, there is a demand to improve the heat dissipation of the electrolyte.

Darüber hinaus werden in dem Rahmenkörper für die Zelle der RF Batterie, wenn das Elektrolyt fließt, ein Fluiddruck, thermische Expansion und dergleichen verursacht, was in einer Belastung resultiert, die an dem Werkstück, welches den Rahmenkörper in einer Längsrichtung bildet, in einer Breitenrichtung und dergleichen wirkt und diese Belastung kann in einer Verformung enden. Insbesondere weist der Ausbildungsabschnitt für den Schlitz des Rahmenkörpers eine kleine Dicke auf und ist entsprechend anfällig für ein Verformen und darüber hinaus konzentriert sich eine Belastung einfach an einer Ecke des Schlitzes oder dergleichen und wenn eine übermäßige Belastung wirkt, kann ein Reißen einfach verursacht werden, wobei der Schlitz als ein Startpunkt dient. Entsprechend ist ein Unterdrücken der Belastung, die in dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes auftritt, gewünscht. Der „Schlitzquerschnitt“ bedeutet ein Querschnitt orthogonal zu einer Richtung, in welcher das Elektrolyt fließt.Moreover, in the frame body for the cell of the RF battery, when the electrolyte flows, fluid pressure, thermal expansion, and the like are caused, resulting in stress applied to the workpiece forming the frame body in a longitudinal direction in a widthwise direction The like works and this load can end in a deformation. In particular, the frame body slot forming portion has a small thickness and is accordingly susceptible to deformation, and moreover, stress concentrates easily at a corner of the slot or the like, and when excessive load is applied, cracking can easily be caused the slot serves as a starting point. Accordingly, suppression of the stress occurring in the formation portion of the slot is desired. The "slit cross section" means a cross section orthogonal to a direction in which the electrolyte flows.

Konventionell, um einen Nebenstromverlustes zu reduzieren, wurde ein Bereitstellen eines Abschnitts eines Schlitzes mit einem gebogenen Abschnitt vorgeschlagen. Jedoch wurde die Konfiguration des gebogenen Abschnitts des Schlitzes nicht ausreichend von einem Standpunkt des Verbessern der Wärmeabfuhr des Elektrolyts und Unterdrücken einer Verformung des Ausbildungsabschnitt des Schlitzes aus untersucht. Conventionally, in order to reduce a side stream loss, provision has been made for providing a portion of a slot having a bent portion. However, the configuration of the bent portion of the slit has not been sufficiently studied from a viewpoint of improving the heat dissipation of the electrolyte and suppressing deformation of the formation portion of the slit.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Betrachtung der obigen Umstände gemacht und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rahmenkörper einer Zelle für eine Redox-Flussbatterie bereitzustellen, der die Wärmeabfuhr eines Elektrolyts in einem Schlitz verbessern kann, während ein Nebenstromverlust durch das Elektrolyt reduziert wird, und auch eine Belastung, die an einem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes auftritt, unterdrücken kann.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a frame body of a cell for a redox flow battery which can improve the heat dissipation of an electrolyte in a slot while reducing leakage current through the electrolyte. and also can suppress stress occurring at a formation portion of the slot.

LÖSUNG DES PROBLEMSTHE SOLUTION OF THE PROBLEM

Ein Rahmenkörper entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Rahmenkörper, der für eine Zelle einer Redox-Flussbatterie verwendet wird, umfassend: eine Öffnung, die in dem Rahmenkörper ausgebildet ist; einen Durchgang, durch welchen ein Elektrolyt im Kreis fließt; und einen Schlitz, der zwischen der Öffnung und dem Durchgang verbunden ist, wobei der Schlitz einen Kanal für das Elektrolyt zwischen der Öffnung und dem Durchgang ausbildet. Der Schlitz weist einen gebogenen Abschnitt auf, dessen Krümmungsradius gleich oder größer als 2,0 mm kleiner oder gleich 200 mm ist.A frame body according to one aspect of the present invention is a frame body used for a cell of a redox flow battery, comprising: an opening formed in the frame body; a passage through which an electrolyte flows in a circle; and a slot connected between the opening and the passage, the slot forming a channel for the electrolyte between the opening and the passage. The slot has a bent portion whose radius of curvature is equal to or greater than 2.0 mm less than or equal to 200 mm.

Ein Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Rahmenkörper entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben; und eine bipolare Platte, die in die Öffnung des Rahmenkörpers eingepasst ist, wobei der Rahmenkörper und die bipolare Platte eine Kammer in dem Rahmenkörper ausbilden.A cell frame for a redox flow battery according to one aspect of the present invention comprises: a frame body according to an aspect of the present invention as described above; and a bipolar plate fitted in the opening of the frame body, wherein the frame body and the bipolar plate form a chamber in the frame body.

Eine Redox-Flussbatterie entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben.A redox flow battery according to one aspect of the present invention includes a cell frame for a redox flow battery according to an aspect of the present invention as described above.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNGADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE INVENTION

Der obige Zellenrahmen kann die Wärmeabfuhr eines Elektrolyts in einem Schlitz verbessern, während ein Nebenstromverlust durch das Elektrolyt reduziert wird, und kann auch eine Verformung unterdrücken, die an einem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht wird. Der obige Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie und die Redox-Flussbatterie können eine Wärmeabfuhr eines Elektrolyts in einem Schlitz verbessern, der in einem Rahmenkörper bereitgestellt ist, der eine Zelle bildet, während ein Nebenstromverlust durch das Elektrolyt reduziert wird, und kann auch ein Verformen unterdrücken, das an einem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht wird.The above cell frame can improve heat dissipation of an electrolyte in a slot while reducing leakage current through the electrolyte, and can also suppress deformation caused on a formation portion of the slot. The above cell frame for a redox flow battery and the redox flow battery can improve heat dissipation of an electrolyte in a slit provided in a frame body forming a cell while reducing leakage current through the electrolyte, and can also suppress deformation Being created at a training section of the slot.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1 ist eine schematische Aufsicht eines Rahmenkörpers entsprechend einer ersten Ausführungsform. 1 is a schematic plan view of a frame body according to a first embodiment.

2 ist eine schematisch Aufsicht eines Zellenrahmens, der den Rahmenkörper entsprechend der ersten Ausführungsform beinhaltet. 2 Fig. 12 is a schematic plan view of a cell frame incorporating the frame body according to the first embodiment.

3 ist ein schematischer Querschnitt, der eine Querschnittsform eines Schlitzes in dem Rahmenkörper entsprechend der ersten Ausführungsform in einer vergrößerten Ansicht zeigt. 3 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional shape of a slit in the frame body according to the first embodiment in an enlarged view. FIG.

4 ist eine schematische Aufsicht eines Rahmenkörpers entsprechend einer zweiten Ausführungsform. 4 is a schematic plan view of a frame body according to a second embodiment.

5 ist eine schematische Aufsicht eines Rahmenkörpers entsprechend einer dritten Ausführungsform. 5 is a schematic plan view of a frame body according to a third embodiment.

6 zeigt ein Modell eines Schlitzes, das zum Bewerten einer beispielhaften Testberechnung 1 verwendet wird. 6 FIG. 12 shows a model of a slot used to evaluate an exemplary test calculation 1.

7 stellt ein Verfahren zum Berechnen einer Verformungsmenge eines gebogenen Abschnitts in einer beispielhaften Testberechnung 1 dar. 7 FIG. 10 illustrates a method for calculating a deformation amount of a bent portion in an exemplary test calculation 1.

8 zeigt ein Modell eines Schlitzes, das für eine Bewertung einer beispielhaften Testberechnung 2 verwendet wird. 8th FIG. 10 shows a model of a slot used for evaluation of an exemplary test calculation 2.

9 zeigt ein Prinzip einer Betätigung einer Redox-Flussbatterie. 9 shows a principle of operation of a redox flow battery.

10 ist eine schematische Konfiguration eines Zellenstapels. 10 is a schematic configuration of a cell stack.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

[Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung][Description of the Embodiment of the Present Invention]

Die vorliegenden Erfinder haben einen Schlitz, der in einem Rahmenkörper bereitgestellt ist und einen gebogenen Abschnitt aufweist, eine Konfiguration des gebogenen Abschnitts, einen Krümmungsradius davon insbesondere untersucht, der die Wärmeabfuhr eines Elektrolyts in dem Schlitz verbessern kann eine Verformung unterdrücken kann, die an einem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht wird. Die vorliegenden Erfinder haben die folgenden Erkenntnisse erhalten.The present inventors have a slit provided in a frame body and having a bent portion, a configuration of the bent portion, a radius of curvature thereof, in particular, which can improve the heat dissipation of an electrolyte in the slit can suppress deformation applied to a formation portion of the slot is caused. The present inventors have obtained the following findings.

Wenn ein Nebenstrom ein Generieren von Wärme verursacht und die Temperatur des Elektrolyts in dem Schlitz erhöht ist, wird die Wärme des Elektrolyts von einer Wandoberfläche des Schlitzes, welche das Elektrolyt kontaktiert, abgeleitet und folglich gekühlt. D. h., dass die Wärme sich von dem Elektrolyt via der Wandoberfläche des Schlitzes zu dem Rahmenkörper wegbewegt und eine Wärmeableitung des Elektrolyts folglich durchgeführt wird. Wenn der Schlitz einen gebogenen Abschnitt mit einem kleinen Krümmungsradius aufweist, dann ist der Ausbildungsbereich des gebogenen Abschnitts in der Ebene des Rahmenkörpers klein und es ist schwierig die Wärme des Elektrolyts in dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts zu dem Rahmenkörper abzuleiten und folglich wird die Wärme einfach eingeschlossen. Insbesondere weist in dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts des Ausbildungsabschnitt des Schlitzes des Rahmenkörpers ein Ausbildungsbereich, der durch zwei Liniensegmente umgeben ist, welcher das Zentrum des Krümmungsradius des gebogenen Abschnitts und eines und das andere Ende des gebogenen Abschnitts durch die gekrümmte Linie entlang des gebogenen Abschnitts verbindet, eine kleine Fläche (oder Volumen) auf und hat eine kleine Wärmekapazität und die Temperatur erhöht sich durch die Wärmeabfuhr von dem Elektrolyt schnell. Entsprechend, wenn der Schlitz einen gebogenen Abschnitten einen kleinen Krümmungsradius aufweist, wird die Wärmeabfuhr zu dem Rahmenkörper des Elektrolyts nicht ausreichend ausgeführt und die Wärme wird einfach an dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts eingeschlossen. Entsprechend erhöht sich in dem gebogenen Abschnitt des Schlitzes die Temperatur des Elektrolyts einfach und entsprechend fällt eine Elektrolytkomponente aus, der Rahmenkörper wird weich oder andere nachteilige Effekte werden einfach verursacht.When a side stream causes generation of heat and the temperature of the electrolyte in the slot is increased, the heat of the electrolyte is discharged from a wall surface of the slot which contacts the electrolyte, and thus cooled. That is, the heat moves away from the electrolyte via the wall surface of the slot to the frame body, and heat dissipation of the electrolyte is consequently performed. When the slit has a bent portion with a small radius of curvature, the formation area of the bent portion in the plane of the frame body is small, and it is difficult to dissipate the heat of the electrolyte in the formed portion of the bent portion to the frame body, and thus the heat is easily trapped , Specifically, in the formed portion of the bent portion, the formation portion of the slot of the frame body has a formation area surrounded by two line segments connecting the center of the curvature radius of the bent portion and one and the other ends of the bent portion by the curved line along the bent portion , a small area (or volume) and has a small heat capacity and the temperature increases rapidly by the heat dissipation from the electrolyte. Accordingly, when the slit has a small radius of curvature in a bent portion, the heat dissipation to the frame body of the electrolyte is not sufficiently performed, and the heat is easily trapped at the formed portion of the bent portion. Accordingly, in the bent portion of the slot, the temperature of the electrolyte simply increases, and accordingly, an electrolyte component precipitates, the frame body becomes soft or other adverse effects are easily caused.

Im Gegensatz dazu, wenn ein Rahmenkörper, der einen Schlitz aufweist, der einen gebogenen Abschnitt mit einem langen Krümmungsradius aufweist, einer Zugspannung, die aus einem fluide Druck, einer thermischen Expansion oder dergleichen resultiert, ausgesetzt wird, ist eine Komponente einer Kraft, die an dem gebogenen Abschnitt des Schlitzes in einer normalen Richtung wirkt (die Breitenrichtung des Schlitzes) erhöht. Insbesondere wenn eine Spannung/Belastung in einer Richtung (zum Beispiel eine Longitudinalrichtung) eines Werkstücks wirkt, das den Rahmenkörper bildet, wird diese in dem gebogenen Abschnitt des Schlitzes in eine Komponente einer Kraft der normalen Richtung und einer Komponente der Kraft in einer Tangentialrichtung zerlegt. Der Ausbildungsabschnitt des Schlitzes des Rahmenkörpers ist empfänglich für eine Belastung in Antwort auf eine Kraft in der Breitenrichtung des Schlitzes und, wenn der Schlitz einen gebogenen Abschnitt mit einem großen Krümmungsradius aufweist, ist der Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts einfach belastet und kann folglich reißen.In contrast, when a frame body having a slit having a bent portion with a long radius of curvature, a tensile stress resulting from a fluid pressure, a thermal expansion, or the like is exposed, a component of a force acting on the arcuate portion of the slot in a normal direction acts (the width direction of the slot) increases. In particular, when a stress acts in a direction (for example, a longitudinal direction) of a workpiece constituting the frame body, it is decomposed in the bent portion of the slot into a component of a normal direction force and a component of the force in a tangential direction. The forming portion of the slit of the frame body is susceptible to stress in response to a force in the width direction of the slit, and when the slit has a bent portion having a large radius of curvature, the formation portion of the bent portion is simply loaded and hence liable to break.

Die vorliegenden Erfinder haben die vorliegende Erfindung basierend auf der obigen Idee abgeschlossen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nummeriert und beschrieben.

  • (1) Ein Rahmenkörper entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Rahmenkörper, der für eine Zelle einer Redox-Flussbatterie verwendet wird, umfassend: eine Öffnung, die in dem Rahmenkörper ausgebildet ist; ein Durchgang, durch welchen ein Elektrolyt im Kreis fließt; und einen Schlitz, der mit der Öffnung und dem Durchgang verbunden ist, wobei der Schlitz einen Kanal für das Elektrolyt zwischen der Öffnung und dem Durchgang ausbildet. Der Schlitz weist mindestens einen gebogenen Abschnitt auf, dessen Krümmungsradius gleich oder größer als 2,0 mm und kleiner oder gleich 200 mm ist.
The present inventors have completed the present invention based on the above idea. Embodiments of the present invention are numbered and described.
  • (1) A frame body according to one aspect of the present invention is a frame body used for a cell of a redox flow battery, comprising: an opening formed in the frame body; a passage through which an electrolyte flows in a circle; and a slot connected to the opening and the passage, wherein the slot forms a channel for the electrolyte between the opening and the passage. The slot has at least one bent portion whose radius of curvature is equal to or greater than 2.0 mm and less than or equal to 200 mm.

Entsprechend dem obigen Rahmenkörper, da der Schlitz mindestens einen gebogenen Abschnitt aufweist, kann der Schlitz länger als ein gerader Schlitz sein und ein Nebenstromverlust durch das Elektrolyt in dem Schlitz kann reduziert werden. Darüber hinaus kann der gebogene Abschnitt, der einen Krümmungsradius aufweist, welcher dem obigen Bereich entspricht, die Wärmeabfuhr des Elektrolyts in dem Schlitz verbessern und kann auch eine Belastung unterdrücken, die an einem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes auftritt. Insbesondere ermöglicht ein gebogener Abschnitt, der einen Krümmungsradius von 2,0 mm oder mehr aufweist, dass der Ausbildungsbereich des gebogenen Abschnitts in der Ebene des Rahmenkörpers groß ist und unterstützt, dass der Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts die Wärme des Elektrolyts von dem Rahmenkörper ableitet und die Wärme weniger einfach eingesperrt wird. Folglich kann eine Wärmeabfuhr des Elektrolyts verbessert werden und eine Erhöhung des Temperatur des Elektrolyts kann unterdrückt werden. Entsprechend kann ein Ausfallen einer Elektrolytkomponente, Aufweichen und Deformieren des Rahmenkörpers und dergleichen unterdrückt werden. According to the above frame body, since the slit has at least one bent portion, the slit may be longer than a straight slit, and a leakage current through the electrolyte in the slit may be reduced. In addition, the bent portion having a radius of curvature corresponding to the above range can improve the heat dissipation of the electrolyte in the slot and can also suppress stress occurring at a formation portion of the slot. In particular, a bent portion having a radius of curvature of 2.0 mm or more enables the formation area of the bent portion in the plane of the frame body to be large, and assists that the formed portion of the bent portion dissipates the heat of the electrolyte from the frame body and Heat is locked up less easily. Consequently, heat dissipation of the electrolyte can be improved, and increase of the temperature of the electrolyte can be suppressed. Accordingly, precipitation of an electrolyte component, softening and deformation of the frame body, and the like can be suppressed.

Im Gegensatz dazu, wenn ein Rahmenkörper, der einen gebogenen Abschnitt mit einem großen Krümmungsradius von 200 mm oder weniger aufweist, einer Zugspannung ausgesetzt ist, die von einem Fluiddruck resultiert, wird eine thermische Expansion oder dergleichen an dem gebogenen Abschnitt des Schlitzes in der normalen Richtung (Breitenrichtung des Schlitzes) und der Tangentialrichtung aufgespalten und eine Spannung, die an dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts in der Breitenrichtung des Schlitzes auftritt, ist so reduziert, dass sie klein ist. Entsprechend kann ein Verformen, das an einem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht wird, unterdrückt und ein Reißen kann unterdrückt werden. Vorzugsweise weist der gebogene Abschnitt einen Krümmungsradius von zum Beispiel 10 mm oder mehr und 60 mm oder weniger auf.

  • (2) Als ein Aspekt des obigen Rahmenkörpers weist der obige Schlitz einen Verbindungsabschnitt, der einen Krümmungsradius von mehr als 200 mm aufweist, zwischen dem obigen gebogenen Abschnitt, der am nächsten zu der obigen Öffnung ist, und der obigen Öffnung auf.
In contrast, when a frame body having a bent portion with a large radius of curvature of 200 mm or less is subjected to tensile stress resulting from fluid pressure, thermal expansion or the like occurs at the bent portion of the slot in the normal direction (Width direction of the slot) and the tangential direction and a stress that occurs at the formation portion of the bent portion in the width direction of the slot is reduced so that it is small. Accordingly, deformation caused on a formation portion of the slit can be suppressed, and cracking can be suppressed. Preferably, the bent portion has a radius of curvature of, for example, 10 mm or more and 60 mm or less.
  • (2) As one aspect of the above frame body, the above slot has a connection portion having a radius of curvature of more than 200 mm between the above bent portion closest to the above opening and the above opening.

Wenn das Elektrolyt von dem Durchgang in die Kammer durch den Schlitz eingeführt wird, läuft es durch den gebogenen Abschnitt und erfährt entsprechend eine Zentrifugalkraft (oder Trägheit). Diese Trägheit kann einen Fluss des Elektrolyts, das in die Kammer eingeführt wird, stören und folglich ist es möglich, dass das Elektrolyt in der Kammer ein ungleichmäßiges Flussratenprofil aufweist. Entsprechend dem obigen Aspekt, da ein Verbindungsabschnitt bereitgestellt, der einen Krümmungsradius von mehr als 200 mm aufweist (eine Krümmung weniger als 1/200), zwischen dem gebogenen Abschnitt der Öffnung ist, die als die Kammer dient, kann eine Trägheit, die aufgenommen wird, wenn das Elektrolyt durch den gebogenen Abschnitt fließt, abgeschwächt werden und eine Störung des Flusses des Elektrolyts, das in die Kammer eingeführt wird, kann unterdrückt werden. Entsprechend kann der Verbindungsabschnitt einen Anpassungseffekt für den Fluss bereitstellen, welcher eine Störung eines Flusses des Elektrolyts, das in die Kammer eingeführt wird, unterdrückt. Dies kann ein Flussratenprofil des Elektrolyts in der Kammer ausgleichen.

  • (3) Als den einen Aspekt des obigen Rahmenkörpers weist der Verbindungsabschnitt eine Länge von 5 mm oder mehr und 200 mm oder weniger auf.
When the electrolyte is introduced from the passage into the chamber through the slot, it passes through the bent portion and undergoes a centrifugal force (or inertia) accordingly. This inertia can interfere with a flow of the electrolyte introduced into the chamber, and thus it is possible for the electrolyte in the chamber to have an uneven flow rate profile. According to the above aspect, since a connecting portion having a radius of curvature of more than 200 mm (a curvature less than 1/200) is provided between the bent portion of the opening serving as the chamber, inertia can be absorbed That is, when the electrolyte flows through the bent portion, it is attenuated, and a disturbance of the flow of the electrolyte introduced into the chamber can be suppressed. Accordingly, the connection portion can provide a fitting effect for the flow which suppresses a disturbance of a flow of the electrolyte introduced into the chamber. This can balance a flow rate profile of the electrolyte in the chamber.
  • (3) As the one aspect of the above frame body, the connecting portion has a length of 5 mm or more and 200 mm or less.

Entsprechend dem obigen Aspekt, da der Verbindungabschnitt eine Länge von 5 mm oder mehr aufweist, kann eine Störung eines Flusses des Elektrolyts, das in die Kammer eingeführt wird, effektiv unterdrückt werden und ein hoher Anpassungseffekt für die Flussrate kann erreicht werden. Im Gegensatz dazu, wenn ein Rahmenkörper, der einen Verbindungsabschnitt mit einer Länge von 200 mm oder weniger aufweist, einer Zugdehnung ausgesetzt ist, die von einem Fluiddruck, thermische Ausdehnung oder dergleichen resultiert, ist eine Spannung, die an dem Verbindungsabschnitt des Schlitzes wirkt, klein. Entsprechend wird eine Verformung, die an dem Verbindungsabschnitt verursacht wird, unterdrückt und ein Reißen wird unterdrückt.According to the above aspect, since the connection portion has a length of 5 mm or more, a disturbance of a flow of the electrolyte introduced into the chamber can be effectively suppressed, and a high adjustment effect for the flow rate can be achieved. In contrast, when a frame body having a connecting portion with a length of 200 mm or less is subjected to tensile elongation resulting from fluid pressure, thermal expansion or the like, a stress acting on the connecting portion of the slot is small , Accordingly, deformation caused at the connecting portion is suppressed and cracking is suppressed.

Vorzugsweise weist der Verbindungsabschnitt eine Länge von zum Beispiel 10 mm oder mehr und 50 mm oder weniger auf.

  • (4) Als ein Aspekt des obigen Rahmenkörpers weist der Schlitz eine Tiefe von 0,5 mm oder mehr und 10 mm oder weniger auf.
Preferably, the connecting portion has a length of, for example, 10 mm or more and 50 mm or less.
  • (4) As an aspect of the above frame body, the slot has a depth of 0.5 mm or more and 10 mm or less.

Je größer der Querschnitt des Schlitzes ist, desto kleiner ist der Druckverlust, wenn das Elektrolyt fließt. Entsprechend dem obigen Aspekt ermöglicht der Schlitz, der eine Tiefe von 0,5 mm oder mehr aufweist, mit einer fixierten Breite, eine erhöhte Querschnittsfläche zu haben und ermöglicht ein Reduzieren des Druckverlusts. Darüber hinaus, wenn das Elektrolyt eine feste Flussrate aufweist, ist die Flussgeschwindigkeit des Elektrolyts geringer, je größer die Querschnittsfläche ist und entsprechend ist eine Zentrifugalkraft, wenn das Elektrolyt durch den gebogenen Abschnitt fließt, reduziert und ein verbesserter Anpassungseffekt für den Fluss kann erreicht werden. Darüber hinaus, da der Schlitz eine Tiefe von 10 mm oder weniger aufweist, kann eine Verringern der Festigkeit, die aus einer reduzierten Dicke an dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes resultiert, des Rahmenkörpers unterdrückt werden und ein Verformen, Reißen und dergleichen durch Fluiddruck, thermische Expansion und dergleichen kann weiter unterdrückt werden. Darüber hinaus, da der Schlitz eine Tiefe von 10 mm oder weniger aufweist, wird eine Belastung, die an dem Schlitz wirkt, weiter reduziert, was hilft die Verformungsmenge zu reduzieren. Vorzugsweise weist der Schlitz eine Tiefe von zum Beispiel 1,00 mm oder mehr und 5,00 mm oder weniger auf. Die Tiefe des Schlitzes bedeutet eine Länge des Schlitzes in dem Querschnitt des Schlitzes in einer Richtung senkrecht von der Öffnung des Schlitzes zu dem Boden dahin betrachtet (d. h. die Richtung der Dicke des Rahmenkörpers). Die Breite des Schlitzes bedeutet eine Breite der Öffnung des Schlitzes im Querschnitt.

  • (5) Als ein Aspekt des obigen Rahmenkörpers weist der obige Schlitz eine Breite von 0,5 mm oder mehr und 20 mm oder weniger auf.
The larger the cross section of the slot, the smaller the pressure loss when the electrolyte flows. According to the above aspect, the slit having a depth of 0.5 mm or more with a fixed width enables to have an increased cross-sectional area and enables to reduce the pressure loss. Moreover, when the electrolyte has a fixed flow rate, the larger the cross-sectional area is, the lower the flow velocity of the electrolyte is, and accordingly, a centrifugal force when the electrolyte flows through the bent portion is reduced and an improved flow adjusting effect can be achieved. In addition, since the slit has a depth of 10 mm or less, reducing the strength resulting from a reduced thickness at the formation portion of the slit results, the frame body are suppressed and deformation, cracking and the like by fluid pressure, thermal expansion and the like can be further suppressed. Moreover, since the slit has a depth of 10 mm or less, stress acting on the slit is further reduced, which helps to reduce the amount of deformation. Preferably, the slot has a depth of, for example, 1.00 mm or more and 5.00 mm or less. The depth of the slit means a length of the slit in the cross section of the slit in a direction perpendicular to the opening of the slit toward the bottom (ie, the direction of the thickness of the frame body). The width of the slot means a width of the opening of the slot in cross section.
  • (5) As one aspect of the above frame body, the above slot has a width of 0.5 mm or more and 20 mm or less.

Entsprechend dem obigen Aspekt ermöglicht der Schlitz, der eine Breite von 0,5 mm oder mehr aufweist, dem Schlitz mit einer fixierten Tiefe eine erhöhte Querschnittsfläche zu haben und ermöglicht so einen reduzierten Druckverlust. Darüber hinaus, wie oben beschrieben wurde, ermöglicht eine größere Querschnittsfläche einen verbesserten Anpassungseffekt für den Fluss. Darüber hinaus, da der Schlitz eine Breite von 20 mm oder weniger aufweist, kann eine Reduktion der Festigkeit des Ausbildungsabschnitts des Schlitzes des Rahmenkörpers unterdrückt werden und ein Verformen, Reißen und dergleichen durch Fluiddruck, thermische Expansion und dergleichen kann weiter unterdrückt werden. Darüber hinaus, da der Schlitz eine Breite von 20 mm oder weniger aufweist, kann die Wärmemenge, die durch das Elektrolyt in dem Schlitz generiert wird, unterdrückt werden, und ein Erhöhen des Temperatur des Elektrolyts wird einfacher unterdrückt. Darüber hinaus, da der Schlitz eine Breite von 20 mm oder weniger aufweist, kann der Ausbildungsabschnitt des Schlitzes klein sein und der Rahmenkörper und folglich der Zellenrahmen können verkleinert werden. Vorzugsweise weist der Schlitz eine Breite von 1 mm oder mehr und 8 mm oder weniger zum Beispiel auf.

  • (6) Als ein Aspekt des Rahmenkörpers weist der Rahmenkörper ein Paar lange Stücke, die einander gegenüber sind, und ein paar kurze Stücke auf, welche die Enden der lange Stücke verbinden und das lange Stück ist mit mindestens einem gebogenen Abschnitt, der oben beschrieben wurde, ausgebildet.
According to the above aspect, the slit having a width of 0.5 mm or more allows the slit having a fixed depth to have an increased cross-sectional area, thus enabling a reduced pressure loss. Moreover, as described above, a larger cross-sectional area allows for an improved adaptation effect for the flow. Moreover, since the slit has a width of 20 mm or less, reduction in strength of the formation portion of the slit of the frame body can be suppressed, and deformation, cracking and the like by fluid pressure, thermal expansion and the like can be further suppressed. In addition, since the slit has a width of 20 mm or less, the amount of heat generated by the electrolyte in the slit can be suppressed, and raising the temperature of the electrolyte is more easily suppressed. Moreover, since the slit has a width of 20 mm or less, the formation portion of the slit may be small, and the frame body, and hence the cell frame, may be downsized. Preferably, the slot has a width of 1 mm or more and 8 mm or less, for example.
  • (6) As one aspect of the frame body, the frame body has a pair of long pieces facing each other and a few short pieces connecting the ends of the long pieces and the long piece having at least one bent portion described above , educated.

Wenn der gebogene Abschnitt des Schlitzes, der in dem langen Stück des Rahmenkörpers ausgebildet ist, mit dem gebogenen Abschnitt des Schlitzes, der in dem kürzeren Stück des Rahmenkörpers ausgebildet ist, verglichen wird, kann der erste einen größeren Abstand von dem gebogenen Abschnitt zu einem oder dem anderen Ende des Stücks bereitstellen, der mit dem gebogenen Abschnitt bereitgestellt ist (im Folgenden auch als Ausbildungsstück des gebogenen Abschnitts bezeichnet). Je größer dieser Abstand ist, desto mehr Material des Rahmenkörpers ist in einem Bereich von dem gebogenen Abschnitt zu einem oder anderen Ende des Ausbildungsstück des gebogenen Abschnitts ausgebildet, sodass, wenn Fluiddruck, thermische Expansion und dergleichen in einer Belastung resultieren, die in einer Längsrichtung des Ausbildungsstücks des gebogenen Abschnitts wirken, ein Verformen weniger einfach auftritt und ein Reißen unterdrückt ist. Folglich entsprechend dem obigen Aspekt kann ein Reißen, Verformen und dergleichen, die an dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht werden (dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts insbesondere) weiter unterdrückt werden.

  • (7) Als ein Aspekt des obigen Rahmenkörpers weist der Rahmenkörper ein paar lange Stücke einander gegenüber und ein paar kurze Stücke auf, welche die Enden der lange Stücke verbinden und eine Ecke, die durch das lange Stück und kurze Stück ausgebildet wird, weist mindestens einen gebogenen Abschnitt auf, der oben beschrieben ist.
When the bent portion of the slit formed in the long piece of the frame body is compared with the bent portion of the slit formed in the shorter piece of the frame body, the first one may be a greater distance from the bent portion to one or more at the other end of the piece provided with the bent portion (hereinafter also referred to as a bent portion forming piece). The larger this distance, the more material of the frame body is formed in a portion from the bent portion to one or the other end of the bent portion forming portion, so that when fluid pressure, thermal expansion and the like result in a load occurring in a longitudinal direction of the bent portion Training piece of the bent portion act, deformation is less easy and tearing is suppressed. Consequently, according to the above aspect, cracking, deformation and the like caused on the formation portion of the slot (the formation portion of the bent portion, in particular) can be further suppressed.
  • (7) As one aspect of the above frame body, the frame body has a few long pieces facing each other and a few short pieces connecting the ends of the long pieces, and a corner formed by the long piece and short piece has at least one bent portion described above.

Die Ecke, die durch das lange Stück und das kurze Stück ausgebildet ist, weist eine große Festigkeit auf und ist folglich gegen eine Deformation widerstandsfähig. Wenn der gebogene Abschnitt des Schlitzes an der Ecke des Rahmenkörpers ausgebildet ist, und Fluiddruck, thermische Expansion und dergleichen in einer Belastung resultieren, die an einem Stück wirken, welches den Rahmenkörper bildet, tritt ein Verformen weniger leicht auf und ein Reißen ist unterdrückt. Folglich entsprechend dem obigen Aspekt kann ein verformen, Reißen und dergleichen an dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes weiter unterdrückt werden.

  • (8) Ein Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: den Rahmenkörper entsprechend einem der Elemente (1) bis (7); und eine bipolare Platte, die in der Öffnung des Rahmenkörpers eingefasst ist, wobei der Rahmenkörper und die bipolare Platte eine Kammer in dem Rahmenkörper ausbilden.
The corner formed by the long piece and the short piece has high strength and thus is resistant to deformation. When the bent portion of the slit is formed at the corner of the frame body, and fluid pressure, thermal expansion and the like result in stress acting on a piece forming the frame body, deformation is less likely to occur and cracking is suppressed. Consequently, according to the above aspect, deformation, cracking and the like at the formation portion of the slot can be further suppressed.
  • (8) A cell frame for a redox flow battery according to one aspect of the present invention comprises: the frame body according to any one of (1) to (7); and a bipolar plate enclosed in the opening of the frame body, wherein the frame body and the bipolar plate form a chamber in the frame body.

Entsprechend dem obigen Zellenrahmen, da der obige Rahmenkörper entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist, kann in einem Rahmenkörper, der eine Zelle einer Redox-Flussbatterie bildet, eine Wärmeabfuhr eines Elektrolyts in einem Schlitz verbessert werden, während ein Nebenstromverlust durch das Elektrolyt verhindert werden kann, und eine Verformung, die an einem Schlitzabschnitt verursacht wird, kann unterdrückt werden.

  • (9) Eine Redox-Flussbatterie entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie entsprechend dem obigen Element (8).
According to the above cell frame, since the above frame body is included according to one aspect of the present invention, in a frame body constituting a cell of a redox flow battery, heat dissipation of an electrolyte in a slot can be improved while preventing leakage current through the electrolyte can be, and a deformation caused at a slot portion can be suppressed.
  • (9) A redox flow battery according to one aspect of the present invention includes a cell frame for a redox flow battery according to the above item (8).

Entsprechend der obigen Redox-Flussbatterie, da der obige Zellenrahmen entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in einem Rahmenkörper, der eine Zelle bildet, enthalten ist, kann eine Wärmeabfuhr eines Elektrolyts in einem Schlitz verbessert werden, während ein Nebenstromverlust das Elektrolyt reduziert werden kann und eine Belastung, die an dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht wird, kann auch unterdrückt werden.According to the above redox flow battery, since the above cell frame according to one aspect of the present invention is contained in a frame body forming a cell, heat dissipation of an electrolyte in a slot can be improved, while leakage loss of the electrolyte can be reduced and a Stress caused on the formation portion of the slot can also be suppressed.

[Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Ein spezielles Beispiel des Rahmenkörpers und eines Zellenrahmens für eine Redox-Flussbatterie entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug zu den Figuren beschrieben. In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder entsprechende Komponenten. Beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist und dazu gedacht ist, Modifikationen, die in der Bedeutung und dem Umfang, der durch die Begriffe der Ansprüche und ein Äquivalent der Begriffe der Ansprüche enthalten sind, zu umfassen.A specific example of the frame body and a cell frame for a redox flow battery according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the figures. In the figures, identical reference numerals designate identical or corresponding components. Note that the present invention is not limited to these examples and is intended to include modifications that are within the meaning and scope contained in the terms of the claims and an equivalent of the terms of the claims.

[Erste Ausführungsform]First Embodiment

<Rahmenkörper><Frame body>

Mit Bezug zu 1 bis 3 wird ein Rahmenkörper und ein Zellenrahmen entsprechend einer ersten Ausführungsform beschrieben. 1 stellt einen Rahmenkörper 22 dar, der in der Form eines rechteckigen Rahmens ist, der ein paar lange Stücke 22L einander gegenüber und ein paar kurze Stücke 22S aufweist, welche die Enden der langen Stücke 22L verbinden, und eine Öffnung 22o ist in dem Rahmenkörper ausgebildet. Eine bipolare Platte 21, die später beschrieben wird, ist die Öffnung 22o eingesetzt. Rahmenkörper 22 ist zum Beispiel aus einem Vinylchloridkunststoff, Polypropylen, Polyethylen, Fluoro-Kunststoff, Epxidkunststoff oder anderen ähnlichen Kunststoffen oder Gummis oder dergleichen ausgebildet.In reference to 1 to 3 For example, a frame body and a cell frame according to a first embodiment will be described. 1 represents a frame body 22 which is in the form of a rectangular frame, a few long pieces 22L opposite each other and a few short pieces 22S which shows the ends of the long pieces 22L connect, and an opening 22o is formed in the frame body. A bipolar plate 21 which will be described later is the opening 22o used. frame body 22 For example, it is formed of a vinyl chloride plastic, polypropylene, polyethylene, fluoro plastic, epoxy resin or other similar plastics or rubbers or the like.

Rahmenkörper 22 beinhaltet einen Durchgang 200 (Durchgänge 201204), der die vordere und hintere Seite des Rahmenkörpers durchdringt und durch den ein Elektrolyt fließen kann, und einen Schlitz 210 (Schlitze 211214), der an einer Oberfläche des Rahmenkörpers ausgebildet ist und einen Kanal zwischen Durchgang 200 und Öffnung 22o für das Elektrolyt ausbildet. Durchgang 200 und Schlitz 210 können zum Beispiel gleichzeitig mit dem Ausbilden des Rahmenkörpers 22 durch Spritzgießen ausgebildet werden.frame body 22 includes a passage 200 (Passages 201 - 204 ) which penetrates the front and rear sides of the frame body and through which an electrolyte can flow, and a slot 210 (slits 211 - 214 ) formed on a surface of the frame body and a channel between passage 200 and opening 22o for the electrolyte is formed. passage 200 and slot 210 For example, at the same time as forming the frame body 22 be formed by injection molding.

(Durchgang und Schlitz)(Passage and slot)

Durchgänge 201, 202 sind in Rahmenkörper 22 an einem langen Stück 22L (in 1 ein unteres langes Stück) ausgebildet und Durchgänge 203, 204 sind in Rahmenkörper 22 an dem anderen langen Stück 22L (in 1 ein oberes langes Stück) ausgebildet. Schlitze 211, 213 sind an Rahmenkörper 22 an einer Oberflächenseite ausgebildet und Schlitz 211 ist an einem langen Stück 22L ausgebildet und Schlitz 213 ist in einem anderen langen Stück 22L ausgebildet. Die Schlitze 212, 214 sind an dem Rahmenkörper 22 an der anderen Oberflächenseite ausgebildet und Schlitz 212 ist an einem langen Stück 22L und Schlitz 214 ist an dem anderen langen Stück 22L ausgebildet. Schlitze 211114 weisen ihre jeweiligen Enden jeweils verbunden mit Durchgängen 201204 und die anderen Enden verbunden mit Öffnung 22o auf und Schlitze 211214 verbinden jeweils Durchgänge 201204 und die Öffnung 22o, die in dem Rahmenkörper 22 ausgebildet ist.crossings 201 . 202 are in frame body 22 on a long piece 22L (in 1 a lower long piece) and passages 203 . 204 are in frame body 22 on the other long piece 22L (in 1 an upper long piece) formed. slots 211 . 213 are on frame body 22 formed on a surface side and slot 211 is on a long piece 22L trained and slot 213 is in another long piece 22L educated. The slots 212 . 214 are on the frame body 22 formed on the other surface side and slot 212 is on a long piece 22L and slot 214 is on the other long piece 22L educated. slots 211 - 114 each have their respective ends connected to passages 201 - 204 and the other ends connected with opening 22o on and slits 211 - 214 connect each passages 201 - 204 and the opening 22o in the frame body 22 is trained.

<Zellenrahmen><Cell frame>

Mit Bezug zu 2 wird ein Zellenrahmen, der den Rahmenkörper entsprechend der ersten Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, beinhaltet, beschrieben. Ein Zellenrahmen 20, der in 2 dargestellt ist, beinhaltet einen Rahmenkörper 22 und eine bipolare Platte 21, die in die Öffnung 22o (siehe 1) des Rahmenkörpers 22 eingesetzt ist. Zellenrahmen 20 weist einen Rahmenkörper 22 auf, der dazu ausgestaltet ist, einen umfänglichen Kantenabschnitt der bipolaren Platte 21 von der vorderen und hinteren Seite des Rahmenkörpers 22 dazwischen aufzunehmen, ist mit einem äußeren Umfang der bipolaren Platte 21 durch Spritzgießen oder dergleichen integriert. Durch Einpassen der bipolaren Platte 21 in die Öffnung 22o des Rahmenkörpers 22 ist eine Vertiefung (eine Kammer 24) durch den Rahmenkörper 22 und die bipolare Platte 21 ausgebildet. Insbesondere weist der Zellrahmen 20 eine Kammer 24 auf, die in dem Rahmenkörper 22 durch eine innere umfängliche Oberfläche des Rahmenkörpers 22 und einer Oberfläche der bipolaren Platte 21 ausgebildet ist, um eine Elektrode aufzunehmen (nicht dargestellt). In 2 ist nur eine Kammer 24 an einer Oberflächenseite (die vordere Seite des Blatts der Figur) des Zellenrahmens 20 gezeigt, jedoch ist eine Kammer auch an der anderen Seite (die Rückseite des Blatts der Figur) des Zellenrahmens 20 ausgebildet. Eine positive Elektrode ist in der Kammer an einer Oberflächenseite des Zellenrahmens 20 aufgenommen und eine negative Elektrode ist in der Kammer an der anderen Oberflächenseite des Zellenrahmens 20 aufgenommen und die positive Elektrode ist an einer Oberflächenseite der bipolaren Platte 21 angeordnet und die negative Elektrode ist an der anderen Seite der bipolaren Platte 21 angeordnet (siehe 11). Die bipolare Platte 21 kann einen kohlefaserverstärkten Kunststoff ausgebildet sein.In reference to 2 becomes a cell frame constituting the frame body according to the first embodiment as shown in FIG 1 shown, includes, described. A cell frame 20 who in 2 is shown, includes a frame body 22 and a bipolar plate 21 in the opening 22o (please refer 1 ) of the frame body 22 is used. cell borders 20 has a frame body 22 designed to have a peripheral edge portion of the bipolar plate 21 from the front and rear sides of the frame body 22 sandwiching is with an outer perimeter of the bipolar plate 21 integrated by injection molding or the like. By fitting the bipolar plate 21 in the opening 22o of the frame body 22 is a depression (a chamber 24 ) through the frame body 22 and the bipolar plate 21 educated. In particular, the cell frame points 20 a chamber 24 on that in the frame body 22 by an inner peripheral surface of the frame body 22 and a surface of the bipolar plate 21 is trained, to pick up an electrode (not shown). In 2 is only one chamber 24 on a surface side (the front side of the sheet of the figure) of the cell frame 20 however, one chamber is also on the other side (the back of the sheet of the figure) of the cell frame 20 educated. A positive electrode is in the chamber on a surface side of the cell frame 20 and a negative electrode is in the chamber on the other surface side of the cell frame 20 and the positive electrode is on a surface side of the bipolar plate 21 arranged and the negative electrode is on the other side of the bipolar plate 21 arranged (see 11 ). The bipolar plate 21 may be formed a carbon fiber reinforced plastic.

Für den Zellenrahmen 20 (Rahmenkörper 22), der in 2 dargestellt ist, sind Durchgänge 201 und 203 Flüssigkeitszufuhrdurchgänge und ein Flüssigkeitsablassdurchgang für einen Elektrolyt der positiven Elektrode und Schlitze 211 und 213 sind ein Flüssigkeitszufuhrschlitz und ein Flüssigkeitsablassschlitz für das Elektrolyt der positiven Elektrode. Durchgänge 202 und 204 sind ein Flüssigkeitszufuhrdurchgang und ein Flüssigkeitsablassdurchgang für ein Elektrolyt der negativen Elektrode und Schlitze 211 und 214 sind ein Flüssigkeitszufuhrschlitz und ein Flüssigkeitsablassschlitz für das Elektrolyt der negativen Elektrode. Flüssigkeitszufuhrschlitze 211, 212, die sich von dem Flüssigkeitszufuhrdurchgang 201, 202 erstrecken, sind mit einem unteren Kantenabschnitt der Kammer 24 (Öffnung 22o (siehe 1)) verbunden und Flüssigkeitsablassschlitze 213, 214, die sich von dem Flüssigkeitsablassdurchgang 203, 204 erstrecken, sind mit einem oberen Kantenabschnitt der Kammer 24 (Öffnung 22o) verbunden. Das heißt, dass das Elektrolyt in die Kammer 24 von einer unteren Seite von Kammer 24 eingeführt wird und dass Elektrolyt von einer oberen Seite von Kammer 24 abgelassen wird. Ein Flussanpassungsabschnitt (nicht dargestellt) ist an dem unteren und oberen Kantenabschnitt von Kammer 24 da entlang ausgebildet. Der Flussanpassungsabschnitt weist eine Funktion auf, die das Elektrolyt, das von den Flüssigkeitszufuhrschlitzen 211, 212 eingeführt wird, entlang dem unteren Kantenabschnitt von Kammer 24 diffundiert und sammelt das Elektrolyt, das von dem oberen Kantenabschnitt 24 abgelassen wird zu dem Flüssigkeitsablassschlitzen 213, 214. Durch diesen Flussanpassungsabschnitt läuft das Elektrolyt von dem unteren Kantenabschnitt von Kammer 24 durch das Innere von Kammer 24 zu dem oberen Kantenabschnitt von Kammer 24.For the cell frame 20 (Frame body 22 ), which is in 2 is shown are passages 201 and 203 Liquid supply passages and a liquid discharge passage for a positive electrode electrolyte and slits 211 and 213 are a liquid supply slot and a liquid discharge slot for the positive electrode electrolyte. crossings 202 and 204 are a liquid supply passage and a liquid discharge passage for a negative electrode electrolyte and slits 211 and 214 are a liquid supply slot and a liquid discharge slot for the negative electrode electrolyte. Hydration slots 211 . 212 extending from the fluid delivery passage 201 . 202 extend are with a lower edge portion of the chamber 24 (Opening 22o (please refer 1 )) and liquid drainage slots 213 . 214 extending from the fluid drain passage 203 . 204 extend are with an upper edge portion of the chamber 24 (Opening 22o ) connected. That is, the electrolyte in the chamber 24 from a lower side of chamber 24 is introduced and that electrolyte from an upper side of chamber 24 is drained. A flow adjustment section (not shown) is at the lower and upper edge portions of the chamber 24 formed along it. The flow adjusting portion has a function that slits the electrolyte that flows from the liquid supply 211 . 212 is introduced along the lower edge portion of the chamber 24 diffuses and collects the electrolyte from the upper edge portion 24 is discharged to the liquid discharge slots 213 . 214 , Through this flow adjustment section, the electrolyte passes from the lower edge portion of the chamber 24 through the interior of chamber 24 to the upper edge portion of the chamber 24 ,

Das positive und negative Elektrolyt kann ein bekanntes Elektrolyt sein. Zum Beispiel kann das positive und negative Elektrolyt ein V-basiertes Elektrolyt sein, das V-Ionen als ein aktives Material für die positive Elektrode und die negative Elektrode enthält, eine Kombination eines Fe/Cr basierten Elektrolyts, das Fe-Ionen als ein aktives Material für positive Elektroden und Cr-Ionen als ein aktives Material der negativen Elektroden enthält, ein Ti-Mn-basiertes Elektrolyt, das Mn-Ionen als aktives Material für positive Elektroden und Ti-Ionen als aktives Material für die negative Elektrode enthält und dergleichen verwendet werden.The positive and negative electrolyte may be a known electrolyte. For example, the positive and negative electrolytes may be a V-based electrolyte containing V ions as an active material for the positive electrode and the negative electrode, a combination of Fe / Cr based electrolyte containing Fe ions as an active material for positive electrodes and Cr ions as a negative electrode active material, a Ti-Mn based electrolyte containing Mn ions as positive electrode active material and Ti ions as negative electrode active material, and the like are used ,

(Schutzplatte)(Protective plate)

An dem Zellenrahmen 20 an einem Abschnitt des Rahmenkörpers 22, an dem die Schlitze 211 bis 214 ausgebildet sind, kann eine Schutzplatte 40, die aus einem Plastik hergestellt ist und eine Ionentauschermembran schützt (siehe 11) angeordnet sein. Die Schutzplatte 40 ist an einer Oberfläche eines langen Stücks 22L des Rahmenkörpers 22 angeordnet, um jeden Schlitz 211 bis 214 abzudecken und jede Schutzplatte 40 weist ein Durchgangsloch eine Kerbe auf, die an einer Position ausgebildet ist, welche jeden Durchgang 201 bis 204 entspricht. In dem Fall der Schutzplatte 40, die in 2 dargestellt ist, ist in der Schutzplatte 40, die an einer Oberflächenseite des Rahmenkörpers 22 angeordnet ist, an welchem Schlitze 211, 213 für eine Elektrolyt für die positive Elektrode ausgebildet sind, ein kreisförmiges Durchgangsloch für Durchgänge 201, 203 für das Elektrolyt der positiven Elektrode ausgebildet, wohingegen eine rechteckige Kerbe für die Durchgänge 202, 204 für das Elektrolyt der negativen Elektrode ausgebildet ist. Im Gegensatz zu der Schutzplatte 40, die an der anderen Oberflächenseite des Rahmenkörpers 22 angeordnet ist, in welcher Schlitze 212, 214 für das Elektrolyt der negativen Elektrode ausgebildet sind, ist eine rechteckige Kerbe für Durchgänge 201, 203 für das Elektrolyt der positiven Elektrode ausgebildet, wohingegen kreisförmige Durchgangslöcher für Durchgänge 202, 204 für das Elektrolyt der negativen Elektrode ausgebildet sind. Durch die Schutzplatte 40, wenn eine Zelle einer Redox-Flussbatterie (siehe 11) ausgestaltet ist den Zellenrahmen 20 zu verwenden, kommt keiner der Schlitze 211 bis 214 in Kontakt mit der Ionentauschermembran und die Ionentauschermembran kann vor einem Schaden durch eine Unregelmäßigkeit des Schlitzes geschützt werden. In 2 ist nur Schutzplatte 40, welche Schlitze 211, 213 abdeckt, die an einer Oberflächenseite des Rahmenkörpers 22 ausgebildet sind, gezeigt, jedoch ist auch eine Schutzplatte an der anderen Oberflächenseite des Rahmenkörpers 22 angeordnet, um Schlitze 212, 214 abzudecken.At the cell frame 20 at a portion of the frame body 22 at which the slots 211 to 214 are formed, a protective plate 40 , which is made of a plastic and protects an ion exchange membrane (see 11 ) can be arranged. The protective plate 40 is on a surface of a long piece 22L of the frame body 22 arranged to every slot 211 to 214 cover and any protective plate 40 A through-hole has a notch formed at a position that defines each passage 201 to 204 equivalent. In the case of the protective plate 40 , in the 2 is shown in the protective plate 40 attached to a surface side of the frame body 22 is arranged, on which slots 211 . 213 for an electrolyte for the positive electrode, a circular through-hole for passages 201 . 203 formed for the electrolyte of the positive electrode, whereas a rectangular notch for the passages 202 . 204 is formed for the electrolyte of the negative electrode. Unlike the protective plate 40 attached to the other surface side of the frame body 22 is arranged, in which slots 212 . 214 are formed for the electrolyte of the negative electrode is a rectangular notch for passages 201 . 203 for the electrolyte of the positive electrode, whereas circular through holes for passages 202 . 204 are formed for the electrolyte of the negative electrode. Through the protective plate 40 when a cell of a redox flux battery (see 11 ) is configured the cell frame 20 to use, none of the slots comes 211 to 214 in contact with the ion exchange membrane and the ion exchange membrane can be protected from damage by an irregularity of the slit. In 2 is only protective plate 40 which slots 211 . 213 covering, which is on a surface side of the frame body 22 are formed, but also a protective plate on the other surface side of the frame body 22 arranged to slots 212 . 214 cover.

(Planare Form des Schlitzes) (Planar shape of the slot)

1 zeigt in einem Kreis eine vergrößerte Aufsicht von Schlitz 210 (211) in dem Rahmenkörper entsprechend der ersten Ausführungsform. 1 zeigt eine ebene/planare Form von Schlitz 211. Darüber hinaus zeigt 3 eine Querschnittsform von Schlitz 210 und es ist eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht, die entlang Linie III-III gemacht wurde, die in 1 gezeigt wurde. Wie in 1 gezeigt, weist der Schlitz 210 mindestens einen gebogenen Abschnitt 35 auf. Im Folgenden mit Bezug zu 1 und 3 ist eine planare Form des Schlitzes 210 der ersten Ausführungsform besonders beschrieben. 1 shows in a circle an enlarged view of Schlitz 210 ( 211 ) in the frame body according to the first embodiment. 1 shows a planar / planar shape of slot 211 , In addition, shows 3 a cross-sectional shape of slot 210 and FIG. 12 is a schematic enlarged cross-sectional view taken along line III-III of FIG 1 was shown. As in 1 shown, the slot points 210 at least one bent section 35 on. Below with reference to 1 and 3 is a planar shape of the slot 210 of the first embodiment particularly described.

Schlitz 210 (211) der ersten Ausführungsform weist einen einzelnen gebogenen Abschnitt 35 und einen Verbindungsabschnitt 36 zwischen dem gebogenen Abschnitt 35 und Öffnung 22o auf (Kammer 24 in Zellenrahmen 20, der in 2 gezeigt ist). Insbesondere ist Schlitz 210 der ersten Ausführungsform in der Form des Buchstaben L, wie in 1 gezeigt, und aus einem geraden Abschnitt, der sich von dem Durchgang 200 (201) in einer Längsrichtung (in 1 eine Längsrichtung) des langen Stücks 22L des Rahmenkörpers 22 erstreckt, einem gebogenen Abschnitt 35, der mit diesem geraden Abschnitt verbunden ist, und einem Verbindungsabschnitt 36 ausgebildet, der sich in einer Breitenrichtung (einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung) von Stück 22L erstreckt.slot 210 ( 211 ) of the first embodiment has a single bent portion 35 and a connection section 36 between the bent section 35 and opening 22o on (Chamber 24 in cell frames 20 who in 2 is shown). In particular, slot is 210 the first embodiment in the form of the letter L, as in 1 shown, and from a straight section extending from the passage 200 ( 201 ) in a longitudinal direction (in 1 a longitudinal direction) of the long piece 22L of the frame body 22 extends, a curved section 35 which is connected to this straight section, and a connection section 36 formed in a width direction (a direction orthogonal to the longitudinal direction) of piece 22L extends.

(Gebogener Abschnitt)(Curved section)

Der gebogene Abschnitt 35 weist einen Krümmungsradius r von 2,0 mm oder mehr und 200 mm oder weniger auf. Schlitz 210 der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, weist den gebogenen Abschnitt 35 auf, der bogenförmig ist und einen zentralen Winkel θ von im Wesentlichen 90° aufweist. Der zentrale Winkel des gebogenen Abschnitts bedeutet ein Winkel, der zwischen zwei Liniensegmenten ausgebildet ist, die das Zentrum des Krümmungsradius des gebogenen Abschnitts und das eine und das andere Ende des gebogenen Abschnitts verbinden. Der gebogene Abschnitt 35 weist vorzugsweise einen Krümmungsradius r von 10 mm oder mehr und 60 mm oder weniger auf.The bent section 35 has a radius of curvature r of 2.0 mm or more and 200 mm or less. slot 210 the first embodiment, which in 1 is shown has the bent portion 35 which is arcuate and has a central angle θ of substantially 90 °. The central angle of the bent portion means an angle formed between two line segments connecting the center of the radius of curvature of the bent portion and the one and the other ends of the bent portion. The bent section 35 preferably has a radius of curvature r of 10 mm or more and 60 mm or less.

(Verbindungabschnitt)(Connecting portion)

Verbindungabschnitt 36 weist einen Krümmungsradius von mehr als 200 mm (eine Krümmung weniger als 1/200) auf und beinhaltet auch einen geraden Teil (eine Krümmung von null). Schlitz 210, der in 1 gezeigt ist, weist einen Verbindungsabschnitt 36 auf, der gerade ist. Verbindungabschnitt 36 weist vorzugsweise eine Länge von 5 mm oder mehr 200 mm oder weniger auf und vorzugsweise 10 mm oder mehr und 50 mm oder weniger.connecting portion 36 has a radius of curvature greater than 200 mm (a curvature less than 1/200) and also includes a straight portion (a curvature of zero). slot 210 who in 1 is shown has a connecting portion 36 up, that's just. connecting portion 36 preferably has a length of 5 mm or more 200 mm or less, and preferably 10 mm or more and 50 mm or less.

(Querschnittsform des Schlitzes)(Cross-sectional shape of the slot)

Eine Querschnittsform des Schlitzes 210 ist im Wesentlichen ein Rechteck, das in 3 gezeigt ist. Die Querschnittsform des Schlitzes 210 ist nicht auf ein Rechteck beschränkt und kann zum Beispiel ein Viereck wie ein gleichschenkeliges Trapez, ein Dreieck wie ein gleichschenkeliges Dreieck, ein Halbkreis, eine halbe Ellipse oder dergleichen sein. Insbesondere, wenn der Querschnitt des Schlitzes in der Form eines Trapez ist, dient die Öffnung als eine längere Seite und der Boden als eine untere Seite, ein Dreieck ist, dient der Boden als ein Wendepunkt und die Öffnung als eine Basis, oder eine ähnliche Form ist, ist die Seite, die eine größere Breite aufweist, näher an der Öffnung als eine Seite, die näher am Boden ist. Darüber hinaus kann die Querschnittsform eine angefaste Kante aufweisen oder in einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet sein.A cross-sectional shape of the slot 210 is essentially a rectangle that is in 3 is shown. The cross-sectional shape of the slot 210 is not limited to a rectangle and may be, for example, a quadrilateral such as an isosceles trapezoid, a triangle such as an isosceles triangle, a semicircle, a half ellipse, or the like. In particular, when the cross section of the slot is in the shape of a trapezium, the opening serves as a longer side and the bottom as a lower side, is a triangle, the bottom serves as a turning point and the opening serves as a base, or similar shape is, the side that has a larger width, closer to the opening than a side that is closer to the ground. In addition, the cross-sectional shape may have a chamfered edge or be formed in a curved surface.

(Tiefe und Breite)(Depth and width)

Der Schlitz 210 weist vorzugsweise eine Tiefe h von 0,5 mm oder mehr und 10 mm oder weniger auf und darüber hinaus 1 mm oder mehr und 5 mm oder weniger. Schlitz 210 weist vorzugsweise eine Breite b von zum Beispiel 0,5 mm oder mehr und 20 mm oder weniger und darüber hinaus 1 mm oder mehr und 8 mm oder weniger auf.The slot 210 preferably has a depth h of 0.5 mm or more and 10 mm or less and, moreover, 1 mm or more and 5 mm or less. slot 210 preferably has a width b of, for example, 0.5 mm or more and 20 mm or less and, moreover, 1 mm or more and 8 mm or less.

(Funktion und Effekt)(Function and effect)

Rahmenkörper 22 (Zellenrahmen 20) entsprechend der ersten Ausführungsform, der den Schlitz 210 aufweist, der einen Abschnitt mit dem gebogenen Abschnitt 35 aufweist, kann eine größere Schlitzlänge als ein einzelner gerader Schlitz aufweisen und kann folglich einen Nebenstromverlust reduzieren. Darüber hinaus kann der gebogener Abschnitt 35, der einen Radius von 2 mm oder mehr und 200 mm oder weniger aufweist, die Wärmeabfuhr des Elektrolyts in dem Schlitz verbessern und eine Verformung unterdrücken, die in dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht wird. Insbesondere ermöglicht, dass der gebogene Abschnitt 35 einen Krümmungsradius r von 2,0 mm oder mehr aufweist, dass der Ausbildungsbereich des gebogenen Abschnitts 35 in der Ebene des Rahmenkörpers 22 (oder der längeren Seite 22L) (d. h. ein Bereich, der in der Figur, die in 1 eingekreist ist, schraffiert ist) groß ist und ermöglicht dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts 35 eine erhöhte Wärmekapazität aufzuweisen. Dies ermöglicht dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts eine erhöhte Menge der Wärme von dem Elektrolyt abzuleiten und folglich weniger dafür anfällig zu sein, die Wärme einzugrenzen. Folglich kann die Wärmeableitung des Elektrolyts verbessert werden und eine Erhöhung der Temperatur des Elektrolyts kann unterdrückt werden und entsprechend können ein Ausfallen einer Elektrolytkomponente, ein Aufweichen und ein Deformieren des Rahmenkörpers und dergleichen unterdrückt werden.frame body 22 (Cell frame 20 ) according to the first embodiment, the slot 210 having a portion with the bent portion 35 can have a larger slot length than a single straight slot and thus can reduce leakage. In addition, the curved section 35 having a radius of 2 mm or more and 200 mm or less, Improve the heat dissipation of the electrolyte in the slot and suppress a deformation caused in the formation portion of the slot. In particular, allows the bent section 35 has a radius of curvature r of 2.0 mm or more that the formation area of the bent portion 35 in the plane of the frame body 22 (or the longer side 22L ) (ie an area in the figure that is in 1 circled, hatched) is large, enabling the formation section of the curved section 35 to have an increased heat capacity. This allows the formation portion of the bent portion to dissipate an increased amount of heat from the electrolyte and hence less susceptible to confining the heat. Consequently, the heat dissipation of the electrolyte can be improved, and an increase in the temperature of the electrolyte can be suppressed, and accordingly, precipitation of an electrolyte component, softening and deformation of the frame body, and the like can be suppressed.

Im Gegensatz dazu, denn Rahmenkörper 22, der den gebogenen Abschnitt 35 mit einem Krümmungsradius r von 200 mm oder weniger aufweist, eine Zugdehnung/Belastung ausgesetzt ist, die von einem Fluiddruck, einer thermischen Expansion oder dergleichen resultiert, ist eine Komponente einer Kraft, die an den gebogenen Abschnitt 35 des Schlitzes 210 in einer normalen Richtung (d. h. in der Breitenrichtung des Schlitzes) wirkt, verändert. Insbesondere für den Rahmenkörper 22, der in 1 gezeigt ist, zum Beispiel wenn eine Belastung in der Längsrichtung der längeren Seite 22L wirkt, ist eine Kraft in dem gebogenen Abschnitt 35 in der normalen Richtung und der tangentialen Richtung verteilt und eine Belastung, die an dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts(eine Nähe von beiden Seiten des Schlitzes an dem gebogenen Abschnitt 35) in der Breitenrichtung des Schlitzes aufgebracht wird, ist so reduziert, dass sie klein ist. Entsprechend kann eine Verformung, die an dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes verursacht wird, unterdrückt werden und ein Reißen kann unterdrückt werden.In contrast, because frame body 22 holding the curved section 35 with a radius of curvature r of 200 mm or less, is subjected to tensile strain / stress resulting from fluid pressure, thermal expansion or the like, is a component of a force applied to the bent portion 35 of the slot 210 in a normal direction (ie, in the width direction of the slot) acts changed. In particular for the frame body 22 who in 1 is shown, for example, when a load in the longitudinal direction of the longer side 22L is a force in the bent section 35 distributed in the normal direction and the tangential direction and a load applied to the formation portion of the bent portion (a vicinity of both sides of the slot at the bent portion 35 ) is applied in the width direction of the slit is reduced so that it is small. Accordingly, deformation caused on the formation portion of the slot can be suppressed, and cracking can be suppressed.

Darüber hinaus, da Schlitz 210 (Flüssigkeitszufuhrschlitz 211) einen Verbindungsabschnitt 36 aufweist, kann eine Trägheit, die aufgenommen wird, wenn das Elektrolyt durch den gebogenen Abschnitt 35 fließt, ausgeglichen werden und eine Störung des Flusses des Elektrolyts, das in die Kammer 24 eingeführt wird kann unterdrückt werden.In addition, there slot 210 (Liquid feed slot 211 ) a connecting section 36 An inertia can be absorbed when the electrolyte passes through the curved section 35 flows, be balanced and a disturbance of the flow of the electrolyte entering the chamber 24 introduced can be suppressed.

Insbesondere, da der Verbindungsabschnitt 36 eine Länge von 5 mm oder mehr aufweist, kann eine Störung des Flusses des Elektrolyts, das in die Kammer 24 eingeführt wird, effektiv unterdrückt werden und ein hoher Anpassungseffekt für den Fluss kann erhalten werden. Darüber hinaus kann mit einem Verbindungsabschnitt 36, der eine Länge von 200 mm oder weniger aufweist, wenn eine Dehnungsbelastung anliegt, eine Gesamtbelastung, die in der Nähe von beiden Seiten des Schlitzes an dem Verbindungsabschnitt 36 wird, klein sein. Entsprechend kann eine Verformung, die an dem Ausbildungsabschnitt des Verbindungsabschnitts 36 verursacht wird, unterdrückt werden und ein Reißen kann unterdrückt werden.In particular, since the connecting section 36 may have a length of 5 mm or more, may interfere with the flow of the electrolyte entering the chamber 24 can be effectively suppressed and a high adaptation effect for the flow can be obtained. In addition, with a connection section 36 having a length of 200 mm or less when subjected to a strain load, a total load close to both sides of the slot at the connecting portion 36 will, be small. Accordingly, deformation occurring at the formation portion of the connection portion 36 is caused to be suppressed and a tearing can be suppressed.

Darüber hinaus ermöglicht der Schlitz 210, der eine Tiefe h von 0,5 m oder mehr aufweist, dass der Schlitz mit fixierter Breite w eine erhöhte Querschnittsfläche aufweist und folglich einen reduzierten Druckverlust ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht der Schlitz 210, der eine Breite w von 0,5 mm oder mehr aufweist, dass der Schlitz mit fixierter Tiefe h eine erhöhte Querschnittsfläche aufweist und folglich einen reduzierten Druckverlust ermöglicht. Mit dem reduzierten Druckverlust ist eine Trägheit, die aufgenommen wird, wenn das Elektrolyt durch den gebogenen Abschnitt 35 läuft, reduziert, was einen Anpassungseffekt für den Fluss, der in dem Verbindung 36 bereitgestellt ist, verbessern kann. Darüber hinaus, da der Schlitz 210 eine Tiefe h von 10 mm oder weniger und eine Breite b von 20 mm oder weniger aufweist, kann eine Reduktion der Festigkeit an dem Ausbildungsabschnitt des Schlitzes des Rahmenkörpers 22 unterdrückt werden und ein Verformen, Reißen und dergleichen durch Fluiddruck, thermische Expansion und dergleichen kann ferner unterdrückt werden.In addition, the slot allows 210 having a depth h of 0.5 m or more, the fixed-width slot w has an increased cross-sectional area, and thus allows a reduced pressure loss. In addition, the slot allows 210 having a width w of 0.5 mm or more, that the fixed-depth slot h has an increased cross-sectional area and thus allows a reduced pressure loss. With the reduced pressure drop is an inertia that is absorbed when the electrolyte passes through the bent section 35 runs, reduces, which is an adjustment effect for the flow, in the connection 36 is provided, can improve. In addition, because of the slot 210 has a depth h of 10 mm or less and a width b of 20 mm or less, a reduction in the strength at the formation portion of the slot of the frame body 22 can be suppressed and deformation, cracking and the like by fluid pressure, thermal expansion and the like can be further suppressed.

Als nächstes werden basierend auf 4 und 5 andere Beispiele von planaren Formen des Schlitzes 210 beschrieben. Im Folgenden wird Schlitz 210 beschrieben, sodass eine solche Konfiguration ähnlich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch bezeichnet wird und nicht beschrieben wird und hauptsächlich unterschiedliche Punkte zu der ersten Ausführungsform beschrieben werden.Next will be based on 4 and 5 other examples of planar shapes of the slot 210 described. The following is slot 210 so that such a configuration similar to the above-described first embodiment will be denoted identically and will not be described, and mainly different points to the first embodiment will be described.

[Zweite Ausführungsform]Second Embodiment

Die erste Ausführungsform, die in 1 gezeigt wurde, wurde mit Bezug zu einem Beispiel beschrieben, in welchem der gebogene Abschnitt 35 des Schlitzes 210 andem Rahmenkörper 22 an dem langen Stück 22L ausgebildet ist. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform, in welcher der gebogene Abschnitt 35 an einer Ecke 22C des Rahmenkörpers 22 ausgebildet ist, an welcher sich das lange Stück 22L und das kurze Stück 22S kreuzen.The first embodiment, which is in 1 has been described with reference to an example in which the bent portion 35 of the slot 210 andem frame body 22 on the long piece 22L is trained. 4 shows a second embodiment in which the bent portion 35 at a corner 22C of the frame body 22 is formed, at which the long piece 22L and the short piece 22S cross.

Schlitz 210 der zweiten Ausführungsform, der in 4 gezeigt ist, ist in der Form eines Buchstaben J ausgebildet und der gebogene Abschnitt 35 ist in der Form eines halbkreisförmigen Bogens und weist einen zentralen Winkel von im Wesentlichen 180° auf. Darüber hinaus weisen in dem Fall der zweiten Ausführungsform, der in Fig. vier gezeigt ist, die Flüssigkeitsschlitze 211, 212 jeweils den Verbindungsabschnitt 36 verbunden mit der Öffnung 22o an einer Seitenkante eines unteren Endabschnitts auf und Flüssigkeitsablassschlitze 213, 214 weisen jeweils den Verbindungsabschnitt 36 verbunden mit der Öffnung 22o an einer Seitenkanten eines oberen Endabschnitts auf. slot 210 of the second embodiment, which is in 4 is shown formed in the shape of a letter J and the bent portion 35 is in the form of a semicircular arc and has a central angle of substantially 180 °. Moreover, in the case of the second embodiment shown in Fig. 4, the liquid slots are shown 211 . 212 each the connecting section 36 connected to the opening 22o on a side edge of a lower end portion and liquid discharge slots 213 . 214 each have the connecting portion 36 connected to the opening 22o on a side edge of an upper end portion.

Ecke 22C des Rahmenkörpers 22 ist gegen eine Deformation durch Dehnungsbelastung, die von einem Fluiddruck, thermische Expansion oder dergleichen resultiert resistent. In der zweiten Ausführungsform ist der gebogene Abschnitt 35 des Schlitzes 210 an der Ecke 22C ausgebildet und der gebogene Abschnitt ist folglich gegen eine Verformung resistent.corner 22C of the frame body 22 is resistant to deformation by strain load resulting from fluid pressure, thermal expansion or the like. In the second embodiment, the bent portion 35 of the slot 210 at the corner 22C formed and the bent portion is therefore resistant to deformation.

[Dritte Ausführungsform]Third Embodiment

Während die erste Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, mit Bezug zu einem Beispiel beschrieben wurde, in welchem Schlitz 210 einen einzelnen gebogenen Abschnitt 35 aufweist, können mehrere gebogene Abschnitte 35 bereitgestellt sein. In einer dritten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, wird ein Aspekt beschrieben, in welchem Schlitz 210 mehrere gebogene Abschnitte 35 aufweist.While the first embodiment, in 1 has been described with reference to an example in which slot 210 a single curved section 35 can have multiple curved sections 35 be provided. In a third embodiment, the in 5 is shown, an aspect is described in which slot 210 several curved sections 35 having.

Schlitz 210 der dritten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, weist mehrere gebogene Abschnitte 35 auf und weist einen Verbindungsabschnitt 36 zwischen einem gebogenen Abschnitt 35c der gebogenen Abschnitte 35 auf, der am nächsten zu der Öffnung 22o und Öffnung 22o ist. Der Schlitz 210, der mehrere gebogene Abschnitte 35 aufweist, kann eine längere Schlitzlänge aufweisen und ermöglicht es, einen Nebenstromverlust weiter zu reduzieren. Der gebogene Abschnitt 35 weist einen zentralen Winkel von zum Beispiel 60° oder mehr und 300° oder weniger auf und darüber hinaus 80° oder mehr und 180° oder weniger auf auch.slot 210 of the third embodiment, which is in 5 is shown has a plurality of bent portions 35 on and has a connection section 36 between a bent section 35c the bent sections 35 on, the closest to the opening 22o and opening 22o is. The slot 210 , the several curved sections 35 can have a longer slot length and makes it possible to further reduce a side leakage. The bent section 35 has a central angle of, for example, 60 ° or more and 300 ° or less and, moreover, 80 ° or more and 180 ° or less, too.

Im folgenden wird eine Redox-Flussbatterie beschrieben, die einen Zellenrahmen entsprechend der Ausführungsform aufweist, der oben beschrieben wurde. Wenn der Zellenrahmen an der Redox-Fluss Batterie angewendet wird, wird dieser in der Form eines Zellenstapels verwendet, der so ausgebildet ist, dass diese aus einem Zellenrahmen, einer positiven Elektrode, einer Ionentauschermembran und einer negativen Elektrode gebildet ist, jeweils in mehreren Schichten gestapelt sind (siehe 10). Und auf eine Konfiguration wird Bezug genommen, in welcher die Redox-Flussbatterie diesen Zellenstapel beinhaltet.In the following there will be described a redox flow battery having a cell frame according to the embodiment described above. When the cell frame is applied to the redox flow battery, it is used in the form of a cell stack formed to be composed of a cell frame, a positive electrode, an ion exchange membrane, and a negative electrode, each stacked in multiple layers are (see 10 ). And, a configuration is referred to in which the redox flow battery includes this cell stack.

[Beispielhafte Testberechnung 1][Exemplary test calculation 1]

Die Wärmeabfuhrleistung und eine Menge der Verformung, wenn der Schlitz einen gebogenen Abschnitt aufweist, der in dem Krümmungsradius variiert wird, wurden untersucht. Untersuchungsbedingungen sind im folgenden dargestellt.The heat removal performance and an amount of deformation when the slot has a bent portion that varies in the radius of curvature were examined. Examination conditions are shown below.

In der beispielhaften Testberechnung 1 wurde ein Modell eines Schlitzes 210, der einen gebogenen Abschnitt 35 aufweist, wie in 6 gezeigt, verwendet, um die Wärmeabfuhrleistung und die Menge der Verformung an dem gebogenen Abschnitt 35 zu bewerten, wenn der Krümmungsradius r des gebogenen Abschnitts 35 in einem Bereich von 1 mm bis 300 mm variiert wurde. Schlitz 210 hat einen gebogenen Abschnitt 35 mit einer planare Form von einem Viertel eines Bogens (mit einem zentralen Winkel von 90°). Darüber hinaus weist der Schlitz 210 eine Querschnittsform in der Form eines Rechtecks mit der Tiefe h von 1 mm und Breite w von 4 mm auf.In the exemplary test calculation 1, a model of a slot was developed 210 , which has a curved section 35 has, as in 6 shown used to the heat removal performance and the amount of deformation at the bent portion 35 to evaluate if the radius of curvature r of the bent portion 35 was varied in a range of 1 mm to 300 mm. slot 210 has a curved section 35 with a planar shape of one quarter of an arc (with a central angle of 90 °). In addition, the slot points 210 a cross-sectional shape in the form of a rectangle with the depth h of 1 mm and width w of 4 mm.

(Wärmeabfuhrleistung)(Heat dissipation power)

Die Wärmeabfuhrleistung wurde durch ein Verhältnis einer Menge einer Wärme durch das Elektrolyt in dem gebogenen Abschnitt 35 und einer Wärmekapazität des Ausbildungsabschnitts des gebogenen Abschnitts 35 in dem Rahmenkörper 22 bewertet (eine Erhöhungsrate der Temperatur ΔT, die später beschrieben wird). Eine Wärmemenge Q, die durch das Elektrolyt in dem gebogenen Abschnitt 35 generiert wurde, und eine Wärmekapazität C des Ausbildungsabschnitts gebogenen Abschnitts 35 wurden wie folgt erhalten:
(Wärmemenge, die durch das Elektrolyt generiert wurde) die Wärmemenge Q (W), die generiert wurde, wurde durch den elektrischen Widerstand R (Ω) des Elektrolyts in dem gebogenen Abschnitt 35 und einer Spannung im Schlitz v (V) erhalten. Der elektrische Widerstand R wird durch den spezifischen Widerstand ρ (Ω·cm) durch die folgende Gleichung berechnet: R = ρ × (πr/2) × (1/wh). [Ausdruck 1]
The heat removal performance was determined by a ratio of an amount of heat through the electrolyte in the bent portion 35 and a heat capacity of the formation portion of the bent portion 35 in the frame body 22 (an increasing rate of the temperature ΔT, which will be described later). An amount of heat Q passing through the electrolyte in the bent section 35 was generated, and a heat capacity C of the curved section forming section 35 were obtained as follows:
(Amount of heat generated by the electrolyte) The amount of heat Q (W) generated was determined by the electrical resistance R (Ω) of the electrolyte in the bent portion 35 and a voltage in the slot v (V). The electrical resistance R is calculated by the specific resistance ρ (Ω · cm) by the following equation: R = ρ × (πr / 2) × (1 / wh). [Expression 1]

Und die Wärmemenge Q, die generiert wird, wird durch den folgenden Ausdruck berechnet:: Q = v2/R = v2 × (2wh/ρπr). [Ausdruck 2] And the amount of heat Q that is generated is calculated by the following expression :: Q = v 2 / R = v 2 × (2wh / ρπr). [Expression 2]

Der spezifische Widerstand ρ, der in dem obigen Ausdruck verwendet wird, ist auf 3,82 Ω·cm von dem spezifischen Widerstand des V-basierten Elektrolyts, das als ein Elektrolyt einer RF Batterie verwendet wird, gesetzt. Die Spannung im Schlitz v (V) ist auf 10,5 V von einer Spannung gesetzt, die durch Stapeln von 30 Einheitszellen einer typische RF Batterie in Schichten erhalten wird.The specific resistance ρ used in the above expression is set to 3.82 Ω · cm of the specific resistance of the V-based electrolyte used as an electrolyte of an RF battery. The voltage in slot v (V) is set at 10.5V from a voltage obtained by stacking 30 unit cells of a typical RF battery in layers.

(Wärmekapazität des Ausbildungsabschnitts des gebogenen Abschnitts)(Heat capacity of the formation portion of the bent portion)

Die Wärmekapazität C (J/°C) wird von der spezifischen Wärmekapazität Cp (J/cm3·°C) des Rahmenkörpers 22 und eines Volumens V des Ausbildungsabschnitts des gebogenen Abschnitts (cm3) erhalten. Die spezifische Wärmekapazität Cp wird aus der spezifischen Wärme c (J/kg·°C) des Rahmenkörpers 22 und einer Dichte d (g/cm3) davon durch den folgenden Ausdruck berechnet: Cp = c × d. [Ausdruck 3] The heat capacity C (J / ° C) becomes the specific heat capacity Cp (J / cm 3 · ° C) of the frame body 22 and a volume V of the formation portion of the bent portion (cm 3 ). The specific heat capacity Cp becomes the specific heat c (J / kg · ° C) of the frame body 22 and a density d (g / cm 3 ) thereof is calculated by the following expression: Cp = c × d. [Expression 3]

Das Volumen V ist ein Volumen des Rahmenkörpers 22 an dem Ausbildungsbereich des gebogenen Abschnitts 35 des Rahmenkörpers (ein Bereich, der in 6 schraffiert ist) und wird durch den folgenden Ausdruck berechnet. Der Rahmenkörper 22 weist eine Dicke t von 5 mm zum Zwecke der Darstellung auf. V = (πr2/4) × t [Ausdruck 4] und die Wärmekapazität C wird durch den folgenden Ausdruck berechnet: C = Cp × V = Cp × (πr2t/4). [Ausdruck 5] The volume V is a volume of the frame body 22 at the formation area of the bent portion 35 of the frame body (an area which is in 6 hatched) and is calculated by the following expression. The frame body 22 has a thickness t of 5 mm for purposes of illustration. V = (πr 2/4 ) × t [expression 4] and the heat capacity C is calculated by the following expression: C = Cp × V = Cp × (πr 2 t / 4). [Expression 5]

Für die spezifische Wärme c und die spezifische Dichte d, die für den obigen Ausdruck verwendet wurde, wurde ein Rahmenkörper 22, der aus einem Vinylchloridkunststoff ausgebildet ist, angenommen und die spezifische Wärme c ist auf 840 J/kg·°C gesetzt und die Dichte d ist auf 1.4 g/cm3 gesetzt.The specific heat c and the specific gravity d used for the above expression became a frame body 22 assumed to be made of a vinyl chloride plastic, and the specific heat c is set to 840 J / kg · ° C and the density d is set to 1.4 g / cm 3 .

(Erhöhungsrate der Temperatur)(Rate of increase of temperature)

Aus der generierten Wärmemenge Q (W) und der Wärmekapazität C (J/°C), die unter Verwendung des obigen Ausdrucks berechnet wurde, wurde eine Erhöhungsrate ΔT (°C/s) durch den folgenden Ausdruck berechnet: ΔT = Q/C = (v2 × 2wh/ρπr)/(Cp × (πr2t/4)) = (v2 × 2wh × 4)/(ρπr × Cp × πr2t) = (8v2/ρπ2Cp) × (wh/r3t). [Ausdruck 6] From the generated heat quantity Q (W) and the heat capacity C (J / ° C) calculated by using the above expression, an increase rate ΔT (° C / sec) was calculated by the following expression: ΔT = Q / C = (v 2 × 2wh / ρπr) / (Cp × (πr 2 t / 4)) = (v 2 × 2wh × 4) / (ρπr × Cp × πr 2 t) = (8v 2 / ρπ 2 Cp) × (wh / r 3 t). [Expression 6]

<Bewertung der Wärmeabfuhrleistung><Evaluation of heat removal performance>

Der Krümmungsradius r des gebogenen Abschnitts 35 wurde in einem Bereich von 1 mm bis 100 mm variiert und die Erhöhungsrate der Temperatur ΔT (°C/s) wurde berechnet und darauf basierend wurde eine Wärmeabfuhrleistung bewertet. Eine kleinere Erhöhungsrate der Temperatur ΔT bedeutet eine höhere Wärmeabfuhrleistung. Die Wärmeabfuhrleistung wurde als „A“ bewertet für eine Erhöhungsrate der Temperatur ΔT, die einen Wert von 10°C/s oder weniger aufweist, als „B“ bewertet für eine Erhöhungsrate der Temperatur ΔT, die einen Wert von 500°C/s oder weniger aufweist und als „C“ für sonstiges bewertet. Werte der Erhöhungsrate ΔT der Temperatur und eine Bewertung der Wärmeabfuhrleistung sind in Tab. 1 gezeigt.The radius of curvature r of the bent portion 35 was varied in a range of 1 mm to 100 mm, and the rate of increase of the temperature ΔT (° C / sec) was calculated, and on the basis of this, heat removal performance was evaluated. A smaller increase rate of the temperature ΔT means higher heat removal performance. The heat removal performance was rated as "A" for a rate of increase of the temperature ΔT having a value of 10 ° C / s or less, rated as "B" for a rate of increase of the temperature ΔT having a value of 500 ° C / s or less and rated as "C" for others. Values of the increase rate ΔT of the temperature and an evaluation of the heat removal performance are shown in Table 1.

(Menge der Verformung)(Amount of deformation)

Eine Menge der Verformung wurde durch eine gesamte Last P durch einen Fluiddruck, der an dem Ausbildungsabschnitt des gebogenen Abschnitts 35 aufgebracht wurde, bewertet. Die Last P(N) wurde durch Integrieren eines Bereichs von 0 ≤ θ ≤ π/2 einer Last durch einen Einheitsfluiddruck p (N/mm) der an einem kleinen Abschnitt eines zentralen Winkels dθ an dem gebogenen Abschnitt 35 an der XY-Ebene aufgebracht wurde, wie in 7 gezeigt, berechnet. In diesem Fall, wenn Last P in der x Richtung und der Y Richtung geteilt wurde, wie in 7 gezeigt, kann die Last P als ein Produkt des Einheitsfluiddrucks p (N/mm) und des Krümmungsradius r durch die folgende Gleichung dargestellt werden: (X Richtung) P = ∫(p × r·cosθdθ) = p × r (Y Richtung) P = ∫(p × r·sinθdθ) = p × r [Ausdruck 7] An amount of deformation was caused by an entire load P by a fluid pressure applied to the formation portion of the bent portion 35 was applied, evaluated. The load P (N) was calculated by integrating a range of 0 ≦ θ ≦ π / 2 of a load by a unit fluid pressure p (N / mm) at a small portion of a central angle dθ at the bent portion 35 was applied at the XY plane, as in 7 shown, calculated. In this case, if load P in the x direction and the y direction was shared, as in 7 1, the load P as a product of the unit fluid pressure p (N / mm) and the radius of curvature r can be represented by the following equation: (X direction) P = ∫ (p × r × cosθdθ) = p × r (Y direction) P = ∫ (p × r × sinθdθ) = p × r [expression 7]

Der Einheitsfluiddruck p (N/mm) ist als ein Produkt des Fluiddruck σ (MPa) und der Tiefe h des Schlitzes in Millimetern durch den folgenden Ausdruck bereitgestellt. Beachte, dass der Fluiddruck σ auf 0.5 MPa gesetzt ist. p = σ × h [Ausdruck 8] The unit fluid pressure p (N / mm) is provided as a product of the fluid pressure σ (MPa) and the depth h of the slot in millimeters by the following expression. Note that the fluid pressure σ is set to 0.5 MPa. p = σ × h [expression 8]

(Last)(Load)

Durch den folgenden Ausdruck wird die Last P (N) an dem gebogenen Abschnitt 35 berechnet und diese Last P wird als Pr dargestellt. P = p × r = σ × h × r [Ausdruck 9] Through the following expression, the load P (N) becomes at the bent portion 35 calculated and this load P is represented as P r . P = p × r = σ × h × r [expression 9]

<Bewertung der Verformungsmenge><Evaluation of the deformation amount>

Der Krümmungsradius r des gebogenen Abschnitts 35 wurde in dem Bereich von 1 mm bis 300 mm variiert und die Last Pr (N) wurde darauf basierend berechnet und die Menge der Verformung wurde bewertet. Eine kleinere Last Pr bedeutet eine kleinere Verformung an dem gebogenen Abschnitt 35. Die Menge der Verformung wurde als „A“ für Lasten Pr, die einen Wert von 50 (N) oder weniger aufweisen, „B“ für Lasten Pr, die einen Wert von 100 (N) oder weniger aufweisen, und sonst mit „C“ bewertet. Werte der Last Pr und eine Bewertung der Menge der Verformung sind in Tab. 1 gezeigt.The radius of curvature r of the bent portion 35 was varied in the range of 1 mm to 300 mm and the load P r (N) was calculated based thereon and the amount of deformation was evaluated. A smaller load P r means a smaller deformation at the bent portion 35 , The amount of deformation was expressed as "A" for loads P r having a value of 50 (N) or less, "B" for loads P r having a value of 100 (N) or less, and otherwise with " C "rated. Values of the load P r and an evaluation of the amount of deformation are shown in Table 1.

<Gesamtbewertung><Overall>

Gebogene Abschnitte, die Krümmungsradien aufweisen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden einer Gesamtbewertung basierend auf einer Bewertung der Wärmeabfuhrleistung und einer Menge der Verformung bewertet. Die Gesamtbewertung ist wie folgt: „A“ wenn die Wärmeabfuhrleistung und die Menge der Verformung beide als „A“ bewertet wurden (oder kein „B“ oder „C“ vorhanden ist); „B“ wenn mindestens eines die Wärmeabfuhrleistung und die Menge der Verformung als „B“ bewertet wurde und kein „C“ vorliegt; und „C“ wenn mindestens eines die Wärmeabfuhrleistung und die Menge der Verformung als „C“ bewertet wurde. Ein Ergebnis davon ist in Tab. 1 gezeigt. [Tabelle 1] Krümmungsradius des gebogenen Abschnitts r (mm) 1.0 2.0 10 60 200 300 Wärmeabfuhrleistung ΔT 1593 199 1.6 7.4 × 10–3 2.0 × 10–4 5.9 × 10–5 Bewertung C B A A A A Belastungsmenge Pr 0.5 1 5 30 100 150 Bewertung A A A A B C Gesamtbewertung C B A A B C Curved portions having radii of curvature shown in Table 1 were evaluated for overall rating based on evaluation of heat removal performance and amount of deformation. The overall rating is as follows: "A" when the heat removal power and the amount of deformation are both rated as "A" (or no "B" or "C" is present); "B" if at least one of the heat removal performance and the amount of deformation was rated as "B" and no "C" is present; and "C" if at least one of the heat removal performance and the amount of deformation was rated as "C". A result of this is shown in Table 1. [Table 1] Radius of curvature of the bent portion r (mm) 1.0 2.0 10 60 200 300 Heat removal capacity .DELTA.T 1593 199 1.6 7.4 × 10 -3 2.0 × 10 -4 5.9 × 10 -5 rating C B A A A A load amount P r 0.5 1 5 30 100 150 rating A A A A B C Overall C B A A B C

Aus dem Ergebnis der beispielhaften Testberechnung 1, die in Tabelle 1 gezeigt ist, kann gesehen werden, dass ein gebogener Abschnitt, der einen größeren Krümmungsradius r aufweist, ermöglicht, dass eine Erhöhungsrate der Temperatur ΔT einen kleineren Wert aufweist und folglich eine höhere Wärmeabfuhrleistung ermöglicht und ein gebogener Abschnitt, der einen kleineren Krümmungsradius aufweist ermöglicht, dass eine Last Pr einen kleineren Wert aufweist und folglich eine kleinere Verformungsmenge ermöglicht. Und wenn der Radius der Krümmung r 2 mm oder mehr und 100 mm oder weniger ist, wird angenommen, dass die Verbesserung der Wärmeabfuhr und die Reduktion der Menge der Verformung zusammen erhalten werden kann. Insbesondere wenn der Krümmungsradius r 10 mm oder mehr und 60 mm oder weniger ist, kann eine Verbesserung der Wärmeabfuhr und eine Reduktion einer Verformungsmenge zusammen mit einem hohen Wert erhalten werden.From the result of the exemplary test calculation 1 shown in Table 1, it can be seen that a bent portion having a larger radius of curvature r allows a rate of increase of the temperature ΔT to have a smaller value, thus enabling higher heat dissipation performance a bent portion having a smaller radius of curvature allows a load P r to have a smaller value and thus allows a smaller amount of deformation. And, if the radius of curvature r is 2 mm or more and 100 mm or less, it is considered that the improvement of the heat dissipation and the reduction of the amount of deformation can be obtained together. In particular, when the radius of curvature r is 10 mm or more and 60 mm or less, a Improvement of the heat dissipation and reduction of a deformation amount together with a high value can be obtained.

[Beispielhafte Testberechnung 2][Exemplary test calculation 2]

Ein Anpassungseffekt für einen Fluss und eine Menge der Verformung, wenn ein Schlitz einen Verbindungsabschnitt aufweist, der in seiner Länge variiert, wird bewertet. Die Bewertungsbedingungen sind im Folgenden dargelegt.A fitting effect for a flux and an amount of deformation when a slot has a connecting portion that varies in length is evaluated. The evaluation conditions are set out below.

In einer beispielhaften Testberechnung 2 ist ein Modell des Schlitzes 210, der einen gebogenen Abschnitt 35 und einen Verbindungsabschnitt 36, wie in 8 gezeigt, aufweist, verwendet worden, um und ein Anpassungseffekt des Flusses und eine Verformungsmenge des Verbindungsabschnitts 36 zu analysieren und zu bewerten, wenn die Länge eines Verbindungsabschnitts 36 in einem Bereich von 1 mm bis 300 mm variiert wird. Der Schlitz 210 weist einen gebogenen Abschnitt 35 in einer planaren Form von einem Viertel eines Bogens (mit einem zentralen Winkel von 90°) und einem Krümmungsradius r von 50 mm auf und weist einen Verbindungsabschnitt 36 in der Form einer geraden Linie auf. Darüber hinaus weist der Schlitz 210 eine Querschnittsform in der Form eines Rechtecks mit einer Tiefe h von 1 mm und einer Breite w von 4 mm auf.In an exemplary test calculation 2 is a model of the slot 210 , which has a curved section 35 and a connection section 36 , as in 8th has been shown to have been and an adaptation effect of the flow and a deformation amount of the connection portion 36 to analyze and evaluate if the length of a link section 36 is varied in a range of 1 mm to 300 mm. The slot 210 has a curved section 35 in a planar shape of one quarter of an arc (with a central angle of 90 °) and a radius of curvature r of 50 mm and has a connecting portion 36 in the form of a straight line. In addition, the slot points 210 a cross-sectional shape in the form of a rectangle having a depth h of 1 mm and a width w of 4 mm.

(Anpassungseffekt für den Fluss)(Adaptation effect for the river)

Der Anpassungseffekt des Flusses wurde durch ein Verhältnis einer Zentrifugalkraft, die auf das Elektrolyt wirkt, das durch den gebogenen Abschnitt 35 fließt, und der Länge des Verbindungsabschnitts 36 (d. h. Ein Grad des Drifts D, der später beschrieben wird) bewertet. Die Zentrifugalkraft F, die auf das Elektrolyt wirkt, wird wie folgt erhalten:The adaptation effect of the flow was determined by a ratio of a centrifugal force acting on the electrolyte through the bent section 35 flows, and the length of the connection section 36 (ie, a degree of drift D, which will be described later). The centrifugal force F acting on the electrolyte is obtained as follows:

(Zentrifugalkraft des Elektrolyts)(Centrifugal force of the electrolyte)

Die Zentrifugalkraft F (N/m3) wurde mit der Dichte des Elektrolyts m (kg/m3) und der Flussgeschwindigkeit des Elektrolyts u in (m/s) durch den folgenden Ausdruck berechnet: F = m × (u2/r). [Ausdruck 10] The centrifugal force F (N / m 3 ) was calculated with the density of the electrolyte m (kg / m 3 ) and the flow rate of the electrolyte u in (m / s) by the following expression: F = m × (u 2 / r). [Expression 10]

Wenn die Flussrate des Elektrolyts Q (L/min) ist, ist die Flussgeschwindigkeit u (m/s) durch den folgenden Ausdruck geben: u = Q/(h × w). [Ausdruck 11] If the flow rate of the electrolyte is Q (L / min), the flow rate is u (m / s) by the following expression: u = Q / (h × w). [Print 11]

In dem obigen Ausdruck ist die Dichte mit 1400 kg/m3 angenommen worden und die Flussrate Q ist mit 1 L/min angenommen worden.In the above expression, the density has been assumed to be 1400 kg / m 3 and the flow rate Q has been assumed to be 1 L / min.

(Grad des Drifts)(Degree of drift)

Ein Verhältnis der Zentrifugalkraft F (N/m3), die auf das Elektrolyt wirkt, und einer Länge a (mm) des Verbindungsabschnitts 36 ist als ein Grad des Drifts D definiert, und ein Grad des Drifts D (N/m4) wird durch den folgenden Ausdruck berechnet: D = F/a. [Ausdruck 12] A ratio of the centrifugal force F (N / m 3 ) acting on the electrolyte and a length a (mm) of the connecting portion 36 is defined as a degree of drift D, and a degree of drift D (N / m 4 ) is calculated by the following expression: D = F / a. [Printout 12]

<Bewertung des Anpassungseffekts des Flusses><Evaluation of the adaptation effect of the flow>

Die Länge a (mm) des Verbindungsabschnitts 36 wurde in einem Bereich von 1 mm bis 300 mm variiert und ein Grad des Drifts D (N/m4) wurde berechnet und darauf basierend wurde ein Anpassungseffekt des Flusses bewertet. Ein kleinerer Grad des Drifts D bedeutet einen höheren Anpassungseffekt für den Fluss. Der Anpassungseffekt für den Fluss wurde wie folgt bewertet: „A“ für einen Grad des Drifts, der einen Wert von 5.0 × 107 (N/m4) oder weniger aufweist; „B“ für einen Grad des Drifts, der einen Wert von 1.0 × 108 (N/m4) oder weniger aufweist; und „C“ sonst. Werte des Grads D des Drifts und eine Bewertung des Anpassungseffekts des Flusses sind in Tabelle 2 gezeigt.The length a (mm) of the connection section 36 was varied in a range of 1 mm to 300 mm, and a degree of drift D (N / m 4 ) was calculated, and on the basis of this, a fitting effect of the flow was evaluated. A smaller degree of drift D means a higher adaptation effect for the flow. The fitting effect for the flow was evaluated as follows: "A" for a degree of drift having a value of 5.0 × 10 7 (N / m 4 ) or less; "B" for a degree of drift having a value of 1.0 × 10 8 (N / m 4 ) or less; and "C" else. Values of degree D of drift and an assessment of the adaptation effect of the flow are shown in Table 2.

(Verformungsmenge) (Deformation amount)

Die Verformungsmenge wurde durch eine gesamte Last P durch einen Fluiddruck, der an dem Ausbildungsabschnitt des Verbindungsabschnitt 36 aufgebracht ist, bewertet. Last P(N) an dem Verbindungsabschnitt 36 wird als ein Produkt eines Fluiddrucks p (N/mm) und einer Länge a (mm) durch den folgenden Ausdruck dargestellt: P = p × a. [Ausdruck 13] The deformation amount was measured by an entire load P by a fluid pressure applied to the forming portion of the connecting portion 36 is applied, evaluated. Load P (N) at the connecting portion 36 is represented as a product of a fluid pressure p (N / mm) and a length a (mm) by the following expression: P = p × a. [Expression 13]

Ein Einheitsfluiddruck p (N/mm) ist als ein Produkt des Fluiddrucks σ (MPa) und der Tiefe des Schlitzes h (mm) durch σ x h bereitgestellt, wie in der beispielhaften Testberechnung 1. Beachte, dass der Fluiddruck σ auf 0.5 MPa gesetzt ist.A unit fluid pressure p (N / mm) is provided as a product of the fluid pressure σ (MPa) and the depth of the slit h (mm) by σ xh, as in the exemplary test calculation 1. Note that the fluid pressure σ is set to 0.5 MPa ,

(Last)(Load)

Durch den folgenden Ausdruck ist die Last P (N) berechnet und diese Last wird als Pa bezeichnet. P = p × a = σ × h × a [Ausdruck 14] The following expression calculates the load P (N) and this load is called P a . P = p × a = σ × h × a [expression 14]

<Bewertung der Verformungsmenge><Evaluation of the deformation amount>

Die Länge a (mm) des Verbindungsabschnitts 36 wurde in einem Bereich von 1 mm bis 300 mm variiert und eine Last Pa (N) wurde darauf basierend berechnet und die Verformungsmenge wurde bewertet. Eine kleinere Last Pa bedeutet eine kleinere Verformung an dem Verbindungsabschnitt. Die Menge der Verformung wurde als „A“ für Lasten Pa, die einen Wert von 50 (N) oder weniger aufweisen, „B“ für Lasten Pa, die einen Wert von 100 (N) oder weniger aufweisen, und sonst mit „C“ bewertet. Werte der Last Pa und eine Bewertung der Menge der Verformung sind in Tab. 1 gezeigt.The length a (mm) of the connection section 36 was varied in a range of 1 mm to 300 mm and a load P a (N) was calculated based thereon and the deformation amount was evaluated. A smaller load P a means a smaller deformation at the connecting portion. The amount of deformation was represented as "A" for loads P a having a value of 50 (N) or less, "B" for loads P a having a value of 100 (N) or less, and otherwise with " C "rated. Values of the load P a and an evaluation of the amount of deformation are shown in Table 1.

<Gesamtbewertung><Overall>

Verbindungsabschnitte, die Längen aufweisen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden einer Gesamtbewertung basierend auf einer Bewertung des Anpassungseffekt der Flussrate und einer Menge der Verformung unterzogen. Die Gesamtbewertung ist wie folgt: „A“ wenn der Anpassungseffekt des Flusses und die Menge der Verformung beide als „A“ bewertet wurden (oder kein „B“ oder „C“ vorhanden ist); „B“ wenn mindestens eines der Anpassungseffekt des Flusses und die Menge der Verformung als „B“ bewertet wurde und kein „C“ vorliegt; und „C“ wenn mindestens eines der Anpassungseffekt des Flusses und die Menge der Verformung als „C“ bewertet wurde. Ein Ergebnis davon ist in Tab. 2 gezeigt. [Tabelle 2] Länge des Verbindungsabschnitts a (mm) 1.0 5.0 10 50 200 300 Flussanpassungseffekt D 4.86 × 108 9.72 × 107 4.86 × 107 9.72 × 106 2.43 × 106 1.62 × 106 Bewertung C B A A A A Belastungsmenge Pa 0.5 2.5 5 25 100 150 Bewertung A A A A B C Gesamtbewertung C B A A B C Joint portions having lengths shown in Table 1 were subjected to an overall evaluation based on an evaluation of the flow rate adjusting effect and an amount of deformation. The overall rating is as follows: "A" if the adaptation effect of the flux and the amount of deformation are both rated as "A" (or there is no "B" or "C");"B" if at least one of the adaptation effect of the flow and the amount of deformation was rated as "B" and no "C" is present; and "C" if at least one of the effect of adaptation of the flow and the amount of deformation was evaluated as "C". A result of this is shown in Tab. [Table 2] Length of the connection section a (mm) 1.0 5.0 10 50 200 300 Flow adjustment effect D 4.86 × 10 8 9.72 × 10 7 4.86 × 10 7 9.72 × 10 6 2.43 × 10 6 1.62 × 10 6 rating C B A A A A load amount P a 0.5 2.5 5 25 100 150 rating A A A A B C Overall C B A A B C

Dem Ergebnis der beispielhaften Testberechnung 2, die in Tab. 2 gezeigt ist, kann entnommen werden, dass ein Verbindungsabschnitt, der eine größere Länge aufweist, ermöglicht, dass der Grad des Drifts D einen kleineren Wert aufweist, und folglich einen höheren Anpassungseffekt des Flusses ermöglicht, und das, ein Verbindungsabschnitt, der eine kürzere Länge aufweist, ermöglicht, dass die Last Pa einen kleineren Wert aufweist, und folglich eine kleinere Verformungsmenge ermöglicht. Und wenn die Länge a 5 mm oder mehr und 100 mm oder weniger ist, wird angenommen, dass ein verbesserter Anpassungseffekt des Flusses und eine Reduktion der Verformungsmenge gleichzeitig vorhanden sein können. Insbesondere wenn eine Länge a 10 mm oder mehr und 50 mm oder weniger ist, kann eine Verbesserung des Anpassungseffekts des Flusses und eine Reduktion der Verformungsmenge gleichzeitig auf einem hohen Level auftreten.From the result of the exemplary test calculation 2 shown in Table 2, it can be seen that a connection portion having a longer length allows the degree of drift D to have a smaller value, and thus allows a higher adaptation effect of the flow and that a connecting portion having a shorter length allows the load P a to have a smaller value, and thus allows a smaller amount of deformation. And if the length a is 5 mm or more and 100 mm or less, it is considered that an improved flow adjusting effect and a reduction in the amount of deformation may be present at the same time. In particular, when a length a 10 mm or more and 50 mm or less, an improvement in the effect of adjusting the flux and a reduction in the amount of deformation can occur simultaneously at a high level.

[Beispielhafte Testberechnung 3][Exemplary test calculation 3]

Ein Anpassungseffekt des Flusses und eine Verformungsmenge, wenn der Schlitz in seiner Tiefe variiert wurde, wurden bewertet. Die Bewertungsbedingungen sind im Folgenden dargestellt.An adaptation effect of the flow and a deformation amount when the slot was varied in depth were evaluated. The evaluation conditions are shown below.

In einer beispielhaften Testberechnung 3 wurde das Modell aus 8, dass in der beispielhaften Testberechnung 2 verwendet wurde, verwendet, um einen Anpassungseffekt des Flusses durch den Verbindungsabschnitt 36 und eine Verformungsmenge an dem gebogenen Abschnitt 35 zu analysieren und bewerten, wenn die Tiefe h des Schlitzes 210 in einem Bereich von 0,1 mm bis 15 mm wird wurde. Schlitz 210 weist einen gebogenen Abschnitt 35 mit einer planaren Form von einem Viertel eines Bogens (mit einem zentralen Winkel von 90°) und einen Krümmungsradius r von 20 mm auf. Der Verbindungsabschnitt 36 ist gerade und weist eine Länge von 50 mm auf. Darüber hinaus weist der Schlitz 210 eine Querschnittsform in der Form eines Rechtecks mit einer Breite w von 4 mm auf.In an exemplary test calculation 3, the model was turned off 8th that was used in the exemplary test calculation 2, used to provide a fitting effect of the flow through the connection section 36 and a deformation amount at the bent portion 35 to analyze and evaluate if the depth h of the slot 210 in a range of 0.1 mm to 15 mm was. slot 210 has a curved section 35 with a planar shape of one quarter of an arc (with a central angle of 90 °) and a radius of curvature r of 20 mm. The connecting section 36 is straight and has a length of 50 mm. In addition, the slot points 210 a cross-sectional shape in the form of a rectangle with a width w of 4 mm.

<Bewertung des Anpassungseffekts des Flusses><Evaluation of the adaptation effect of the flow>

Der Anpassungseffekt des Flusses wurde wie folgt bewertet: Der Ausdruck, der in der beispielhaften Testberechnung 2 beschrieben ist, wurde verwendet, um den Grad des Drifts D (N/m4) zu berechnen, wobei die Tiefe h des Schlitzes in einem Bereich von 0,1 mm bis 15 mm variiert wurde, und darauf basierend wurde ein Anpassungseffekt des Flusses bewertet. Ein kleinerer Grad des Drifts D bedeutet einen höheren Anpassungseffekt für den Fluss. Der Anpassungseffekt für den Fluss wurde wie folgt bewertet: „A“ für einen Grad des Drifts, der einen Wert von 5.0 × 107 (N/m4) oder weniger aufweist; „B“ für einen Grad des Drifts, der einen Wert von 1.0 × 108 (N/m4) oder weniger aufweist; und „C“ sonst. Werte des Grads D des Drits und eine Bewertung des Anpassungseffekts des Flusses sind in Tab. 3 gezeigt.The fit effect of the flux was evaluated as follows: The term described in Exemplary Test Calculation 2 was used to calculate the degree of drift D (N / m 4 ) with the depth h of the slot in a range of 0 , 1 mm to 15 mm was varied, and based thereon, an adaptation effect of the flow was evaluated. A smaller degree of drift D means a higher adaptation effect for the flow. The fitting effect for the flow was evaluated as follows: "A" for a degree of drift having a value of 5.0 × 10 7 (N / m 4 ) or less; "B" for a degree of drift having a value of 1.0 × 10 8 (N / m 4 ) or less; and "C" else. Values of the degree D of the drift and an assessment of the adaptation effect of the flow are shown in Table 3.

<Bewertung der Verformungsmenge><Evaluation of the deformation amount>

Die Menge der Verformung wurde wie folgt bewertet: Der Ausdruck, der für die beispielhafte Testberechnung 1 beschrieben wurde, wurde verwendet, um eine Last Pr (N) zu berechnen, wobei die Tiefe h des Schlitzes in einem Bereich von 0,1 mm bis 15 mm variiert wurde, und darauf basierend wurde die Verformungsmenge bewertet. Die Menge der Verformung wurde als „A“ für Lasten Pr, die einen Wert von 50 (N) oder weniger aufweisen, „B“ für Lasten Pr, die einen Wert von 100 (N) oder weniger aufweisen, und sonst mit „C“ bewertet. Werte der Last Pr und eine Bewertung der Menge der Verformung sind in Tab. 3 gezeigt.The amount of deformation was evaluated as follows: The term described for Exemplary Test Calculation 1 was used to calculate a load P r (N) with the depth h of the slot in a range of 0.1 mm to 15 mm, and based on this, the amount of deformation was evaluated. The amount of deformation was expressed as "A" for loads P r having a value of 50 (N) or less, "B" for loads P r having a value of 100 (N) or less, and otherwise with " C "rated. Values of the load P r and an evaluation of the amount of deformation are shown in Table 3.

<Gesamtbewertung><Overall>

Schlitz, die Tiefen aufweisen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden einer Gesamtbewertung basierend auf einer Bewertung der Anpassungseffekt des Flusses und einer Menge der Verformung unterzogen. Die Gesamtbewertung ist wie folgt: „A“ wenn der Anpassungseffekt des Flusses und die Menge der Verformung beide als „A“ bewertet wurden (oder kein „B“ oder „C“ vorhanden ist); „B“ wenn mindestens eines der Anpassungseffekt des Flusses und die Menge der Verformung als „B“ bewertet wurde und kein „C“ vorliegt; und „C“ wenn mindestens eines der Anpassungseffekt des Flusses und die Menge der Verformung als „C“ bewertet wurde. Ein Ergebnis davon ist in Tab. 3 gezeigt. [Tabelle 3] Tiefe des Schlitzes h (mm) 0.1 0.5 1.0 5.0 10 15 Flussanpassungseffekt D 2.43 × 109 9.72 × 107 2.43 × 107 9.72 × 105 2.43 × 105 1.08 × 105 Bewertung C B A A A A Belastungsmenge Pr 1 5 10 50 100 150 Bewertung A A A A B C Gesamtbewertung C B A A B C Slit having depths shown in Table 1 were subjected to an overall evaluation based on evaluation of the effect of adaptation of the flow and an amount of deformation. The overall rating is as follows: "A" if the adaptation effect of the flux and the amount of deformation are both rated as "A" (or there is no "B" or "C");"B" if at least one of the adaptation effect of the flow and the amount of deformation was rated as "B" and no "C" is present; and "C" if at least one of the effect of adaptation of the flow and the amount of deformation was evaluated as "C". A result of this is shown in Tab. [Table 3] Depth of the slot h (mm) 0.1 0.5 1.0 5.0 10 15 Flow adjustment effect D 2.43 × 10 9 9.72 × 10 7 2.43 × 10 7 9.72 × 10 5 2.43 × 10 5 1.08 × 10 5 rating C B A A A A load amount P r 1 5 10 50 100 150 rating A A A A B C Overall C B A A B C

Dem Ergebnis der beispielhaften Testberechnung 3, die in Tab. 3 gezeigt ist, kann entnommen werden, dass ein Schlitz, der eine größere Tiefe h aufweist, ermöglicht, dass ein Grad des Drifts einen kleineren Wert aufweist, und ermöglicht folglich einen höheren Anpassungseffekt des Flusses, und dass ein Schlitz, der eine kleinere Tiefe h aufweist, ermöglicht, dass die Last gelegt Pr einen kleineren Wert aufweist, und ermöglicht folglich eine kleinere Verformung. Und wenn die Tiefe h 0,5 mm oder mehr und 10 mm weniger ist, wird angenommen, dass die Verbesserung des Anpassungseffekts des Flusses und die Reduktion der Verformungsmenge gleichzeitig erreicht werden kann. Insbesondere, wenn Tiefe h 1 mm oder mehr und 5 mm oder weniger ist, kann eine Verbesserung des Anpassungseffekt des Flusses und eine Reduktion der Verformungsmenge gleichzeitig auf einem hohen Level erhalten werden. From the result of the exemplary test calculation 3 shown in Table 3, it can be seen that a slit having a greater depth h allows a degree of drift to have a smaller value, and thus allows a higher adaptation effect of the flow and that a slit having a smaller depth h allows the load P r laid to have a smaller value, and thus allows a smaller deformation. And if the depth h is 0.5 mm or more and 10 mm less, it is considered that the improvement of the effect of adaptation of the flow and the reduction of the amount of deformation can be simultaneously achieved. In particular, when depth h is 1 mm or more and 5 mm or less, an improvement in the fitting effect of the flow and a reduction in the amount of deformation can be simultaneously obtained at a high level.

[Beispielhafte Testberechnung 4][Exemplary test calculation 4]

Ein Anpassungseffekt für die Flussrate und eine Wärmeabfuhrleistung, wenn Breite des Schlitzes variiert wurde, wurde bewertet.An adjustment effect on the flow rate and heat removal performance when the width of the slot was varied was evaluated.

In einer beispielhaften Testberechnung 4 wurde das Modell aus 8, dass in der beispielhaften Testberechnung 2 verwendet wurde, verwendet, um einen Fluss Anpassungsdruck durch den Verbindungsabschnitt 36 und eine Wärmeabfuhrleistung an dem gebogenen Abschnitt 35 zu analysieren und bewerten, wenn der Schlitz 210 in seiner Breite in einem Bereich von 0,1 mm bis 25 mm variiert wurde. Schlitz 210 weist einen gebogenen Abschnitt 35 in einer planaren Form von einem Viertel eines Bogens (mit einem zentralen Winkel von 90°) und einen Krümmungsradius r von 10 mm auf. Der Verbindungsabschnitt 36 ist gerade und weist eine Länge von 100 mm auf. Darüber hinaus weist der Schlitz eine Querschnittsform in der Form eines Rechtecks mit einer Tiefe h von 1 mm auf.In an exemplary test calculation 4, the model was turned off 8th that was used in the exemplary test calculation 2, used to provide a flow adaptation pressure through the connection section 36 and a heat dissipation performance at the bent portion 35 to analyze and evaluate, if the slot 210 was varied in its width in a range of 0.1 mm to 25 mm. slot 210 has a curved section 35 in a planar shape of one quarter of an arc (with a central angle of 90 °) and a radius of curvature r of 10 mm. The connecting section 36 is straight and has a length of 100 mm. In addition, the slot has a cross-sectional shape in the form of a rectangle with a depth h of 1 mm.

<Bewertung des Anpassungseffekts des Flusses><Evaluation of the adaptation effect of the flow>

Der Anpassungseffekt des Flusses wurde wie folgt bewertet: Der Ausdruck, der in der beispielhaften Testberechnung 2 beschrieben ist, wurde verwendet, um den Grad des Drifts D (N/m4) zu berechnen, wobei die Breite w des Schlitzes in einem Bereich von 0,1 mm bis 25 mm variiert wurde, und darauf basierend wurde ein Anpassungseffekt des Flusses bewertet. Ein kleinerer Grad des Drifts D bedeutet einen höheren Anpassungseffekt für den Fluss. Der Anpassungseffekt für den Fluss wurde wie folgt bewertet: „A“ für einen Grad des Drifts, der einen Wert von 5.0 × 108 (N/m4) oder weniger aufweist; „B“ für einen Grad des Drifts, der einen Wert von 1.0 × 1010 (N/m4) oder weniger aufweist; und „C“ sonst. Werte des Grads D des Drifts und eine Bewertung des Anpassungseffekts des Flusses sind in Tab. 4 gezeigt.The fit effect of the flux was evaluated as follows: The term described in Exemplary Test Calculation 2 was used to calculate the degree of drift D (N / m 4 ) with the width w of the slot in a range of 0 , 1 mm to 25 mm was varied, and based thereon, an adaptation effect of the flow was evaluated. A smaller degree of drift D means a higher adaptation effect for the flow. The adaptation effect for the flow was evaluated as follows: "A" for a degree of drift having a value of 5.0 × 10 8 (N / m 4 ) or less; "B" for a degree of drift having a value of 1.0 × 10 10 (N / m 4 ) or less; and "C" else. Values of degree D of drift and an assessment of the adaptation effect of flow are shown in Table 4.

<Bewertung der Wärmeabfuhrleistung><Evaluation of heat removal performance>

Die Wärmeabfuhrleistung wurde wie folgt bewertet: Der Ausdruck, der für die beispielhafte Testberechnung 1 verwendet wurde, wurde verwendet, um die Erhöhungsrate der Temperatur ΔT (°C/s) zu berechnen, wobei die Breite des Schlitzes w in einem Bereich von 0,1 mm bis 25 mm variiert wurde, und darauf basierend wurde die Wärmeabfuhrleistung bewertet. Die Wärmeabfuhrleistung wurde als „A“ bewertet für eine Erhöhungsrate der Temperatur ΔT, die einen Wert von 5°C/s oder weniger aufweist, als „B“ bewertet für eine Erhöhungsrate der Temperatur ΔT, die einen Wert von 8°C/s oder weniger aufweist und als „C“ für sonstiges bewertet. Werte der Erhöhungsrate ΔT der Temperatur und eine Bewertung der Wärmeabfuhrleistung sind in Tab. 4 gezeigt.The heat removal performance was evaluated as follows: The term used for the exemplary test calculation 1 was used to calculate the rate of increase of the temperature ΔT (° C / s) with the width of the slit w in a range of 0.1 mm to 25 mm, and based on this, the heat dissipation performance was evaluated. The heat removal performance was evaluated as "A" for a rate of increase of the temperature ΔT having a value of 5 ° C / s or less, rated as "B" for a rate of increase of the temperature ΔT having a value of 8 ° C / s or less and rated as "C" for others. Values of the rate of increase ΔT of the temperature and an evaluation of the heat removal performance are shown in Table 4.

<Gesamtbewertung><Overall>

Schlitze, die Breiten aufweisen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden einer Gesamtbewertung basierend auf einer Bewertung der Wärmeabfuhrleistung und eines Anpassungseffekts des Flusses unterzogen. Die Gesamtbewertung ist wie folgt: „A“ wenn der Anpassungseffekt des Flusses und die Wärmeabfuhrleistung beide als „A“ bewertet wurden (oder kein „B“ oder „C“ vorhanden ist); „B“ wenn mindestens eines der Anpassungseffekt des Flusses und die Wärmeabfuhrleistung als „B“ bewertet wurde und kein „C“ vorliegt; und „C“ wenn mindestens eines der Anpassungseffekt des Flusses und die Wärmeabfuhrleistung als „C“ bewertet wurde. Ein Ergebnis davon ist in Tab. 4 gezeigt. [Tabelle 4] Breite des Schlitzes w (mm) 0.1 0.5 1.0 8.0 20 25 Flussanpassungseffekt D 3.89 × 1010 1.56 × 109 3.89 × 108 6.08 × 106 9.72 × 105 6.22 × 105 Bewertung C B A A A A Wärmeabfuhrleistung ΔT 0.040 0.199 0.398 3.186 7.965 9.957 Bewertung A A A A B C Gesamtbewertung C B A A B C Slits having widths shown in Table 1 were subjected to an overall evaluation based on evaluation of the heat removal performance and a flow adaptation effect. The overall rating is as follows: "A" when the flow adaptation effect and the heat removal performance are both rated as "A" (or there is no "B" or "C");"B" if at least one of the adaptation effect of the flow and the heat removal performance has been evaluated as "B" and no "C" is present; and "C" if at least one of the adaptation effect of the flow and the heat removal performance was evaluated as "C". A result of this is shown in Tab. [Table 4] Width of the slot w (mm) 0.1 0.5 1.0 8.0 20 25 Flow adjustment effect D 3.89 × 10 10 1.56 × 10 9 3.89 × 10 8 6.08 × 10 6 9.72 × 10 5 6.22 × 10 5 rating C B A A A A Heat removal capacity .DELTA.T 0040 0199 0398 3186 7965 9957 rating A A A A B C Overall C B A A B C

Dem Ergebnis der beispielhaften Testberechnung 4, das in 4 gezeigt ist, kann entnommen werden, dass ein Schlitz, der eine größere Breite aufweist, ermöglicht, dass der Grad des Drifts einen kleineren Wert aufweist, und erlaubt folglich einen höheren Anpassungseffekt des Flusses, und dass ein Schlitz, der eine kleinere Breite w aufweist, ermöglicht, dass Erhöhungsrate der Temperatur einen kleineren Wert aufweist, und folglich eine höhere Wärmeabfuhrleistung ermöglicht. Und wenn die Breite w 0,5 mm oder mehr und 20 mm oder weniger ist, wird angenommen, dass die Verbesserung des Anpassungseffekts der Flussrate und eine Verbesserung in der Wärmeabfuhr gleichzeitig erhalten werden können. Insbesondere wenn die Breite w 1 mm oder mehr und 8 mm oder weniger ist, können eine Verbesserung des Anpassungseffekte Flussrate und eine Verbesserung der Wärmeabfuhr gleichzeitig auf einem hohen Level erreicht werden.The result of the exemplary test calculation 4, which in 4 4, it can be seen that a slit having a larger width allows the degree of drift to have a smaller value, and thus allows a higher adaptation effect of the flow, and that a slit having a smaller width w, allows rate of elevation of the temperature to have a smaller value, thus allowing higher heat removal performance. And when the width w is 0.5 mm or more and 20 mm or less, it is considered that the improvement of the flow rate adjusting effect and an improvement in the heat dissipation can be simultaneously obtained. In particular, when the width w is 1 mm or more and 8 mm or less, improvement of the flow rate adjustment effects and improvement in heat dissipation can be achieved simultaneously at a high level.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEITINDUSTRIAL APPLICABILITY

Der Rahmenkörper und Zellenrahmen der vorliegenden Erfindung ist geeignet an einer Komponente einer Redox-Flussbatterie anwendbar.The frame body and cell frame of the present invention is suitably applicable to a component of a redox flow battery.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Zelle cell
101101
Ionentauschermembran Ion exchange membrane
102102
Zelle mit positiver Elektrode; Cell with positive electrode;
104104
positive Elektrode positive electrode
103103
Zelle mit negativer Elektrode; Cell with negative electrode;
105105
negative Elektrode negative electrode
106106
Tank für Elektrolyt der positiven Elektrode Tank for positive electrode electrolyte
108, 110108, 110
Durchgang;  Passage;
112112
Pumpe pump
107107
Tank für Elektrolyt der negativen Elektrode Tank for electrolyte of the negative electrode
109, 111109, 111
Durchgang;Passage;
113113
Pumpe pump
2020
Zellenrahmen cell borders
2121
bipolare Platte bipolar plate
2222
Rahmenkörper frame body
22L22L
langes Stück; long piece;
22S22S
kurzes Stück; short piece;
22o22o
Öffnung opening
2424
Kammer chamber
200200
Durchgang passage
201, 202201, 202
Flüssigkeitszufuhrdurchgang Liquid supply passage
203, 204203, 204
Flüssigkeitsablassdurchgang Liquid discharge passage
210210
Schlitz slot
211, 212211, 212
Flüssigkeitszufuhrschlitz Liquid feed slot
213, 214213, 214
Flüssigkeitsablassschlitz Liquid discharge slot
35, 35a–35c35, 35a-35c
gebogener Abschnitt curved section
3636
Verbindungsabschnitt connecting portion
4040
Schutzplatte protection plate
50 50
Dichtungselement sealing element
10S10S
Zellenstapel cell stack
250250
Endplatte endplate
300300
Redox-Flussbatterie (RF-Batterie) Redox flux battery (RF battery)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2013-080613 [0007] JP 2013-080613 [0007]
  • JP 2002-246061 [0007] JP 2002-246061 [0007]

Claims (9)

Rahmenkörper zur Verwendung in einer Zelle einer Redox-Flussbatterie, umfassend: eine Öffnung, die in dem Rahmenkörper ausgebildet ist; einen Durchgang, durch welchen eine Elektrolyt im Kreis fließen kann; und einen Schlitz, der mit der Öffnung und dem Durchgang verbunden ist, wobei der Schlitz einen Kanal für das Elektrolyt zwischen der Öffnung und dem Durchgang ausbildet, wobei der Schlitz mindestens einen gebogenen Abschnitt aufweist, dessen Krümmungsradius gleich oder größer als 2 mm und kleiner als oder gleich 200 mm ist.A frame body for use in a cell of a redox flow battery, comprising: an opening formed in the frame body; a passage through which an electrolyte can flow in a circle; and a slot connected to the opening and the passage, the slot forming a channel for the electrolyte between the opening and the passage, wherein the slot has at least one bent portion whose radius of curvature is equal to or greater than 2 mm and less than or equal to 200 mm. Rahmenkörper nach Anspruch 1, wobei der Schlitz einen Verbindungsabschnitt, der einem Krümmungsradius von mehr als 200 mm aufweist, zwischen dem gebogenen Abschnitt, der am nächsten zu der Öffnung ist, und der Öffnung aufweist.The frame body according to claim 1, wherein the slot has a connecting portion having a radius of curvature of more than 200 mm between the bent portion closest to the opening and the opening. Rahmenkörper nach Anspruch 2, wobei der Verbindungsausschnitt eine Länge von 5 mm oder mehr und 200 mm oder weniger aufweist.The frame body according to claim 2, wherein the connection recess has a length of 5 mm or more and 200 mm or less. Rahmenkörper nach einem der Ansprüche 1–3, wobei der Schlitz eine Tiefe von 0,5 mm oder mehr 10 mm oder weniger aufweist.The frame body according to any one of claims 1-3, wherein the slot has a depth of 0.5 mm or more 10 mm or less. Rahmenkörper nach einem der Ansprüche 1–4, wobei der Schlitz eine Breite von 0,5 mm oder mehr und 20 mm oder weniger aufweist.The frame body according to any one of claims 1-4, wherein the slot has a width of 0.5 mm or more and 20 mm or less. Rahmenkörper nach einem der Ansprüche 1–5, der ein Paar lange Stücke, die einander gegenüber sind, und ein Paar kurze Stücke aufweist, welche die langen Stücke an ihren Enden verbinden, wobei das lange Stück mit mindestens einem gebogenen Abschnitt bereitgestellt ist. A frame body according to any one of claims 1-5, comprising a pair of long pieces facing each other and a pair of short pieces connecting the long pieces at their ends, the long piece being provided with at least one bent portion. Rahmenkörper nach einem der Ansprüche 1–6, der ein Paar lange Stücke, die einander gegenüber sind, und ein Paar kurze Stücke aufweist, welche die langen Stücke an ihren Enden verbinden, wobei eine Ecke, die durch das lange Stück und das kurze Stück ausgebildet wird, den mindestens einen gebogenen Abschnitt aufweist.A frame body according to any one of claims 1-6, comprising a pair of long pieces facing each other and a pair of short pieces connecting the long pieces at their ends, one corner formed by the long piece and the short piece is having at least one bent portion. Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie, umfassend: Rahmenkörper nach einem der Ansprüche 1–7; und eine bipolare Platte, die in der Öffnung des Rahmenkörpers eingesetzt ist, wobei der Rahmenkörper und die bipolare Platte eine Kammer in dem Rahmenkörper ausbilden.Cell frame for a redox flow battery, comprising: Frame body according to one of claims 1-7; and a bipolar plate inserted in the opening of the frame body, wherein the frame body and the bipolar plate form a chamber in the frame body. Redox-Flussbatterie, einen Zellenrahmen für eine Redox-Flussbatterie nach Anspruch 8 umfassend.A redox flow battery comprising a cell frame for a redox flow battery according to claim 8.
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